EP3896196B1 - Method and device for surface treatment of objects - Google Patents

Method and device for surface treatment of objects Download PDF

Info

Publication number
EP3896196B1
EP3896196B1 EP21168208.3A EP21168208A EP3896196B1 EP 3896196 B1 EP3896196 B1 EP 3896196B1 EP 21168208 A EP21168208 A EP 21168208A EP 3896196 B1 EP3896196 B1 EP 3896196B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tubular structure
pump
basin
pumps
tubular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP21168208.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3896196C0 (en
EP3896196A1 (en
Inventor
Holger Mühlhan
Christoph Echtermann
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.)
Gerhard Weber Kunststoff-Verarbeitung GmbH
Original Assignee
Gerhard Weber Kunststoff-Verarbeitung GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gerhard Weber Kunststoff-Verarbeitung GmbH filed Critical Gerhard Weber Kunststoff-Verarbeitung GmbH
Publication of EP3896196A1 publication Critical patent/EP3896196A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3896196B1 publication Critical patent/EP3896196B1/en
Publication of EP3896196C0 publication Critical patent/EP3896196C0/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/102Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration with means for agitating the liquid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23GCLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G3/00Apparatus for cleaning or pickling metallic material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B15/00Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
    • F04B15/04Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts the fluids being hot or corrosive
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C3/00Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material
    • B05C3/02Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material
    • B05C3/04Apparatus in which the work is brought into contact with a bulk quantity of liquid or other fluent material the work being immersed in the liquid or other fluent material with special provision for agitating the work or the liquid or other fluent material

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for optimized surface treatment of objects.
  • Objects containing metal or made of metal as well as objects with or made of plastic must be thoroughly cleaned before surface finishing, such as staining stainless steel or applying an anodized layer, galvanizing or galvanizing, in order to achieve an optimal result of the surface finishing.
  • various cleaning steps are known from the prior art, which an object to be refined should generally go through one after the other.
  • the surface treatment of objects for cleaning purposes usually begins with degreasing the objects. To do this, they are placed in baths for a defined period of time that contain a cleaning liquid to remove grease, oil and other contaminants.
  • the objects After the objects have been degreased, they are often put in a Immersed in a sink containing water before they are placed in a pickling basin containing hydrochloric acid for a defined period of time in the next step. This is where it takes place Removal of unwanted deposits on the surface of objects, especially rust and scale. After staining, the objects are dipped again into a sink containing water and then transferred to a so-called flux basin containing, for example, zinc chloride and/or ammonium chloride, to remove iron. After this pre-treatment step, the cleaned object is usually dried and is then available for the desired surface refinement.
  • the duration of the pretreatment can be shortened by moving the process liquid, which brings with it a significant increase in efficiency and a large potential for savings.
  • the pickling time can be shortened by up to 50%, for example.
  • the surface treatment occurs more evenly as a result of the movement of the process fluid, which means less before surface finishing Rework is required. Because the surface treatment in a process liquid moved with pumps leads to objects with a more uniform surface, for example, in a later deposition of material on the object surface, for example later galvanization, fewer incorrect deposits occur and / or less material is required for the deposition the surface of the objects has fewer unevenness that needs to be compensated for.
  • the DE 10 2009 034 007 A1 describes a coating system, in particular for electrophoretic or autophoretic coating or paint deposition.
  • the system includes a circulation device for the purpose of a more uniform coating.
  • This has a pump arrangement, preferably arranged outside the basin, to which a circulation volume flow of at least one bath volume of the immersion bath per hour can be supplied.
  • a strong bath flow is generated.
  • the strong bath flow is generated here by the fact that the process liquid previously removed from the basin, after it has been carried over a large distance, passed through pumps, filter devices and heat exchangers, is returned to the basin using nozzles or other pressure-increasing means. Due to the large distance that the process liquid has to bridge outside the basin, this is not possible without pressure-increasing means, but requires a comparatively high amount of energy.
  • the DE 10 2012 103 906 A1 describes a device for cleaning tubular hollow bodies.
  • this also has a tubular element that connects the two holders and inside which a pump is arranged that can change its direction of rotation. By changing the direction of rotation of the pump, the tubular hollow bodies in the dead and shadow areas should be cleaned better.
  • the DE 696 30 293 T2 describes a method for cleaning hollow medical instruments, in which a medical instrument to be cleaned is attached to a hose connected to a tank containing a cleaning fluid and cleaning fluid is pumped into the interior of the medical instrument using a piston pump.
  • the DE 10 2015 014322 A1 describes a device for pickling and phosphating a metallic object, which comprises a treatment container with a treatment liquid into which the object to be treated is introduced.
  • the treatment liquid is circulated by a pump device.
  • a further object of the present invention is to show a possibility of how existing pools, in which the surface treatment was previously carried out statically, can be easily converted into devices according to the invention with only a few additional components.
  • Yet another object of the present invention is to provide an alternative method by which an optimal result of the surface treatment can be achieved with a comparatively short duration of surface treatment and with a comparatively small amount of process liquid used.
  • a device for the surface treatment of objects comprising a process basin and a pump, a tubular structure being arranged in or on the process basin, which is bent over at least part of its length, wherein the two openings delimited by the two ends of the tubular structure point in the same direction, and the length of the tubular structure from its one opening at one end to its other opening at the other end is a maximum of twice as long as direct distance between the two openings bounded by the two ends of the tubular structure, and wherein the pump is arranged within the tubular structure, wherein the pump is a bidirectional pump which is adapted to be able to change its direction of rotation, and wherein the Pump, which is arranged within the at least one tubular structure, has a power of ⁇ 1 kW.
  • Length of the tubular structure here means the path through the tubular structure from one opening at one end to the other opening at the other end, ie the length of the tubular structure including all bends thereof.
  • a process basin is understood to mean a basin that can be filled with process liquid and in which surface treatment of objects can be carried out.
  • Process basins can therefore in particular be basins in which cleaning and/or degreasing, pickling, rinsing, flux treatment and/or another, in particular chemical, pretreatment process takes place.
  • a tubular structure is understood to mean an elongated hollow body with a round or oval cross-section, in particular perpendicular to its longitudinal central axis.
  • the tubular structure has in particular a central straight or slightly curved section, which is flanked on both sides by two curved sections. Either the two ends of the tubular structure lie in the two spaced-apart curved sections or in optional further straight sections adjacent to them.
  • the tubular structure is mirror-symmetrical and the two openings bounded by the ends of the tubular structure point in the same direction.
  • the tubular structure is C-shaped. If the tubular structure is arranged on or in the immediate vicinity of an end face of the process basin, the two openings, which are delimited by the ends of the tubular structure, preferably point towards the opposite end face.
  • the length of the tubular structure from one opening at one end to the other opening at the other end is a maximum of twice as long as the direct distance between the two openings that are delimited by the two ends of the tubular structure.
  • process fluid that enters the tubular structure at one end, passes through it and exits the tubular structure at the other end does not have to travel a large distance within the tubular structure.
  • the process liquid is guided within the tubular structure only in an arc of 180°, for example in a C-shaped arc.
  • the process liquid in the tubular structure does not have to travel a large distance, but rather enters at one end of the tubular structure and, after passing the pump, exits again at the other end of the tubular structure, without having to take various detours such as in the DE 10 2009 034 007 A1 described, it is possible according to the invention for the process liquid to be returned after passing through the tubular structure into the process basin simply by flowing the process liquid into the basin, ie according to the present invention no pressure-increasing means such as nozzles are required for this .
  • a bidirectional pump is arranged within the tubular structure.
  • the pump is positioned at any point within the hollow body, but preferably in the middle within the hollow body, so that its distance from the two ends of the hollow body is the same.
  • the pipe section in which the pump is arranged preferably has a larger diameter than the remaining part of the tubular structure.
  • a bidirectional pump is understood to mean a pump that is set up to be able to change its direction of rotation or is set up to change its direction of rotation after predetermined time intervals.
  • a bidirectional pump arranged in the tubular structure can therefore pump the process liquid located in the tubular structure in opposite directions depending on the setting.
  • Preferred pump types are propeller pumps, centrifugal pumps, rotary lobe pumps, rotary lobe pumps, flap pumps, gear pumps, eccentric screw pumps, peristaltic pumps and pneumatic diaphragm pumps.
  • the flow speed of the pump arranged in the tubular structure is preferably 1.5 to 6 m/s, in particular 2 to 5 m/s and particularly preferably 3 to 4 m/s.
  • a particularly preferred pump is a propeller pump.
  • the pump arranged in the tubular structure of the device according to the invention is preferably an acid and/or heat-resistant pump, which preferably has a heat resistance up to 65 ° C.
  • the pump which is arranged in the tubular structure, comprises or consists of polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride or mixtures thereof.
  • the pump which is arranged in the tubular structure, is set up to vary the delivery rate, in particular in a range between 10 and 180,000 L/h.
  • the power of the pump is ⁇ 1 kW, more preferably even less than 800 W.
  • the pump in the device according to the invention works in contrast to other pumps that have a higher drive power and/or have a frequency converter in order to be able to set a variable delivery range , extremely energy efficient. Because a frequency converter has a very high energy requirement.
  • the ones in the The pump used according to the invention however, has an electronic control and therefore does not require a frequency converter.
  • the process basin has two opposite long sides and two opposite end faces, whereby the long sides are generally longer than the end faces, but in exceptional cases where the process basin is square, they can also have the same length as the end faces.
  • the tubular structure with the bidirectional pump arranged therein is a bypass which is arranged on an end face of the process basin.
  • the pump conveys process liquid through the bypass and enters the process basin at the end face on which the bypass is arranged and flows towards the opposite end face.
  • the passage of the process liquid through the tubular curved structure which enters the process basin at one end face and flows towards the opposite end face, particularly when objects to be treated are immersed in the process liquid, leads to a turbulent flow profile in the process basin , i.e. to a flow profile in which there is an exchange of substances between the individual liquid layers.
  • the pump arranged in the tubular curved structure is set up to change the direction of rotation after a period of time of, for example, several minutes, in particular after 5-10 minutes, 5-15 minutes or 5-20 minutes, so that the process liquid still enters the process basin at the same end face after passing through the bypass, but through the other opening of the tubular structure.
  • the device according to the invention with the tubular structure arranged in or on the process basin and the bidirectional pump arranged therein, which is set up to change its direction of rotation after certain time intervals, enables optimal flow around or through the fluid arranged in the process basin objects to be treated.
  • the device according to the invention preferably has two tubular structures, with a bidirectional pump being arranged in each of the tubular structures.
  • the tubular structures are each arranged as a bypass on the same end face or as a bypass on the opposite end faces.
  • the device according to the invention also has more than two, for example 3, 4, 5 or 6, tubular structures, with a bidirectional pump being arranged in each of the tubular structures.
  • the tubular structures are preferably each arranged as a bypass on one end face of the process basin, whereby the number of tubular structures per end face can be the same or different.
  • the tubular structures can also be arranged within the basin on its end faces, whereby the number of tubular structures per end face can also be the same or different.
  • the bidirectional pump, which is arranged in each of the more than two tubular structures optionally has the same properties as the bidirectional pump(s) which are arranged in a device according to the invention with only one or with two tubular structures are, i.e. the pumps have in particular the properties mentioned above with regard to the variable delivery range, the performance, the material, the pump type and the acid and heat resistance.
  • tubular structures When arranging two tubular structures on the same end face of the basin, it is preferred that the tubular structures have the same dimensions and are arranged at a distance from one another and with their longitudinal axes parallel to one another at the same height of the process basin.
  • the tubular structures When arranging two tubular structures on opposite end faces of the basin, it is preferred that the tubular structures have the same dimensions and are arranged with their longitudinal axes parallel to one another at the same height, the openings of the tubular structure arranged on one end face being the openings facing the tubular structure arranged on the other end face.
  • the directions of rotation of the pumps arranged in both tubular structures are identical, so that a flow generated on one side of the process basin is deflected by the tubular structure arranged on the opposite side of the process basin and is amplified by the pump arranged therein and moved back to the opposite side .
  • the tubular structure with the bidirectional pump arranged therein is arranged in the device according to the invention within the process basin on or in the immediate vicinity of an end face, with the openings, which are delimited by the two ends of the tubular structure, in the direction of the opposite one front side.
  • the tubular structure is not a bypass, that is, it does not run outside the basin like a bypass only in fluidic communication with it, but it is arranged directly in the process basin.
  • the tubular structure can be shaped in the same way as a bypass, in which both ends of the tubular structure point in the same direction.
  • the tubular structure can be arranged with its longitudinal axis directly on the end face of the process basin, with the ends of the tubular structure pointing in the direction of the opposite end face.
  • the tubular structure can also be arranged at a small distance from an end face in the process basin, for example at a distance between the longitudinal axis of the tubular structure and the end face of the process basin of a few centimeters, in particular up to 10 cm, up to 20 cm or up to to 30 cm.
  • the pump arranged in the tubular structure generates a flow which emerges from the tubular structure and flows towards the opposite end face, whereby As a result of the flow impinging on the opposite end face and the flow against objects to be treated that are immersed in the process liquid, a turbulent flow profile is generated in the process basin, which results in an optimal flow around the objects to be treated, particularly when the direction of rotation of the bidirectional pump is occasionally changed objects.
  • the device according to the invention preferably has not just one, but two tubular structures which are arranged within the process basin on or in the immediate vicinity of an end face.
  • the tubular structures can be arranged on or in the immediate vicinity of the same end face or on or in the immediate vicinity of opposite end faces, with the openings, which are delimited by the two ends of each tubular structure, each pointing in the direction of the opposite end face.
  • tubular structures Similar to the previously described embodiment with two bypasses that are arranged on the same end face of the process basin, it is also preferred in this arrangement of two tubular structures on the same end face within the basin that the tubular structures have the same dimensions and are spaced apart from one another are arranged with their longitudinal axes parallel to each other at the same height.
  • tubular structures With an arrangement of two tubular structures opposite one another End faces within the basin, similar to two bypasses which are arranged on opposite end faces of the process basin, it is preferred that the tubular structures have the same dimensions and are arranged with their longitudinal axes parallel to one another at the same height, with the openings on the a tubular structure arranged on the end face faces the openings of the tubular structure arranged on the other end side.
  • the directions of rotation of the pumps arranged in both tubular structures are identical, so that a flow generated on one side of the process basin is deflected by the tubular structure arranged on the opposite side of the process basin and is amplified by the pump arranged therein and moved back to the opposite side .
  • the device according to the invention has, in addition to the at least one bidirectional pump which is arranged within the tubular structure on an end face of the process basin, also at least two unidirectional pumps which are arranged on the end face of the process basin, which is the end face with the tubular structure opposite.
  • These unidirectional pumps serve to amplify the flow generated by the bidirectional pump and are particularly used in longer process tanks where there is no space for a bypass in which a bidirectional pump is located on the side where the unidirectional pumps are located could be arranged, or due to the space requirement, no tubular structure should be arranged on the end face within the process basin.
  • the two unidirectional pumps have opposite directions of rotation, with only the pump that has the same direction of rotation as the active bidirectional pump being in operation during the pretreatment of objects.
  • the direction of rotation of the bidirectional pump changes, the previously inactive unidirectional pump starts operating, while the previously active unidirectional pump pauses until the direction of rotation of the bidirectional pump changes again.
  • the device according to the invention also has a shut-off device for the pump arranged in the tubular structure.
  • This shut-off device is designed in particular to interrupt the fluid communication between the pump and the process basin.
  • the shut-off device can include ball valves or other shut-off valves arranged on both sides of the pump, which can be shut off if the fluid exchange between the pump and the process basin is to be prevented, for example for maintenance work.
  • the device according to the invention also has one or more solid-state filters, also called rectifiers, which can be arranged in particular within the tubular structure or at its ends.
  • the at least one solid-state filter serves to protect the pump from unwanted ingress of dirt or solids, as this can lead to damage to the pump.
  • the solid-state filter also functions as an intervention protection, which prevents operators of the device from accidentally reaching into the pump.
  • a solid-state filter is arranged on each side of the bidirectional pump arranged in the tubular structure.
  • the device according to the invention preferably also has an overflow channel through which fats, oils and/or contaminants can be separated.
  • the process liquid used in the method according to the invention is in particular Degreasing liquid, water, stain, flux liquid or another acid or alkali for (chemical) surface pretreatment of objects.
  • the object that is placed within the process basin filled with process liquid can be any object whose surface is to be treated in a process liquid.
  • objects are in particular objects made of metal or plastic or objects that include metal, such as gratings and guardrails, and in particular objects containing steel or made of steel, e.g. steel beams or building structures of any kind.
  • the objects include or consist of iron, Aluminum, zinc, steel and/or other alloys that include iron, aluminum and/or zinc, the objects optionally having a coating to protect against corrosion, in particular galvanizing, galvanizing, cathodic dip coating, anodizing, wet or powder coating .
  • an object arranged in the process basin is preferably flowed around by process liquid for a period of time t, with the direction of rotation of the pump arranged in the tubular structure then being changed so that the process liquid is conveyed in the opposite direction within the tubular structure.
  • the time period t can be, for example, several minutes, in particular 5-10 minutes, 5-15 minutes or 5-20 minutes.
  • the direction of rotation of the pump is preferably changed again.
  • the direction of rotation of the pump in the method according to the invention during the treatment of objects in the process basin after each predetermined time interval, for example after each 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 , 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 or 20 minutes.
  • a turbulent flow of the process liquid surrounding the objects to be treated is generated, which is brought about in particular by changing the direction of rotation of the pump and by the fact that the stream of process liquid emerging from the tubular structure flows at the end face of the process basin opposite the tubular structure or on the objects to be treated arranged therein.
  • the formation of the turbulent flow in the process basin is further supported by the use of unidirectional pumps which are arranged on the end face of the process basin, which is the end face on which the tubular structure with the bidirectional pump arranged therein is arranged , opposite.
  • the unidirectional pumps cannot change its direction of rotation or can only change its direction of rotation for a short time, for example for cleaning purposes, for example to move around to flush out a blockage or similar. Creating a flow is only possible in one direction using unidirectional pumps. It Therefore, only those unidirectional pumps that have the same direction of rotation as the bidirectional pump are active.
  • the Figure 1 shows a schematic view of a first embodiment of the device according to the invention for the surface treatment of objects.
  • This includes a process basin 1 with, in particular, a rectangular base area, which has two opposing end faces 6 and two opposing long sides 5 .
  • process liquid 10 can in particular be degreasing liquid, water, rinsing liquid, stain, flux liquid or another acid or alkali for (chemical) surface pretreatment.
  • the process basin 1 On one end face 6, the process basin 1 has a tubular structure 3 , within which a bidirectional pump 2 is arranged.
  • the tubular structure 3 is designed as a bypass in the embodiment shown.
  • the bidirectional pump 2 which is set up to change its direction of rotation at predetermined time intervals, is arranged in a straight middle part of the bypass or the tubular structure 3 and points to both ends of the tubular structure 3, at which they open into the process basin 1 , the same distance.
  • a solid-state filter 8 and a shut-off device 7 are arranged in each bidirectional pump 2 .
  • the direction of flow through the bypass is indicated by the arrows at the transitions between the bypass and the process basin 1.
  • the process liquid 10 therefore flows from bottom to top through the bypass, whereby if the direction of rotation of the pump 2 changes, it would flow through the bypass in the opposite direction, ie from top to bottom (indicated by the dashed arrows).
  • the Figure 2 shows a schematic view of a second embodiment of the device according to the invention for the surface treatment of objects, which in addition to the elements in the Figure 1 Embodiment shown also has a second bypass or a second tubular structure 3 with a bidirectional pump 2 arranged therein.
  • this bidirectional pump 2 is also set up to change its direction of rotation at the same predetermined time intervals as the first bidirectional pump 2 , with both pumps 2 each having the same direction of rotation.
  • the flow generated by the bidirectional pump 2 arranged on one end face 6 of the process basin is therefore deflected by the bypass arranged on the opposite end face 6 and amplified by the bidirectional pump 2 arranged therein.
  • the Figure 3 shows schematically the already in the Figure 2 shown embodiment of the device according to the invention for the surface treatment of objects, with two objects 9 to be treated immersed in the process liquid 10 .
  • the various flows within the process basin 1 are shown in the form of lines from which it can be seen that during the surface treatment of the objects 9 a large part of the flow is driven in a circle, with the flow being deflected at the end faces 6 of the process basin 1 in each case the oppositely arranged tubular structures 3 takes place.
  • there is also an exchange of substances between the individual liquid layers as is the case in particular Figure 4 you can see. This was found in experiments in which the movement of individual particles within a device according to the invention or in a method according to the invention was tracked using a phosphor marker. The motion of such a single particle is in the Figure 4 sketched.
  • the Figure 5 shows schematically a 3D view of a third embodiment of the surface treatment device according to the invention.
  • This includes a cuboid process basin 1 with two opposing long sides 5 and two opposite end faces 6.
  • two tubular structures 3 are each arranged in the form of a bypass.
  • a bidirectional pump 2 (not shown) is arranged within each tubular structure 3 , the pumps 2 being set up to change their directions of rotation simultaneously after predetermined time intervals.
  • the Figure 6 shows a schematic view of a fourth embodiment of the device according to the invention, in which two tubular structures 3 with bidirectional pumps 2 arranged therein are not arranged as bypasses, but rather within the process basin 1 on opposite end faces 6 .
  • the tubular structures 3 are each arranged with their longitudinal axis on the respective end face 6 or at a short distance from it, with the two ends of each tubular structure 3 facing the other ends of the other tubular structure 3 .
  • the process liquid 10 located in the process basin 1 is moved towards the opposite end face 6 , where it is deflected as it passes through the tubular structure 3 arranged there and moved back towards the other end face 6 .
  • the bidirectional pumps 2 arranged in both tubular structures 3 are set up to simultaneously change their direction of rotation and then move process liquid 10 in the opposite direction through the tubular structures 3 or through the process basin 1 .
  • FIG. 6 shows a schematic view of a fifth embodiment of the device according to the invention, in which a process basin 1 comprises a bypass or a tubular structure 3 on an end face 6 with a bidirectional pump 2 arranged therein.
  • the device On the opposite end face 6, the device has two unidirectional pumps 4 , which have an opposite direction of rotation and only one of which is in operation (indicated by the dashed or solid lines). These unidirectional pumps 4 function as auxiliary pumps to support or amplify the flow generated within the tubular structure 3 by the bidirectional pump 2 .
  • This embodiment of the device according to the invention is particularly suitable for process basins 1 in which due to the length of the process basin 1 on the side opposite the tubular structure 3 , a further pump is required in order to increase the flow generated by the bidirectional pump 2 , but in which there is no space outside the process basin 1 for a further tubular structure 3 in the form of a second bypass, for example because the process basin 1 stands with this end face 6 against a wall.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur optimierten Oberflächenbehandlung von Objekten.The present invention relates to a device and a method for optimized surface treatment of objects.

Metallhaltige oder aus Metall bestehende Objekte sowie auch Objekte mit oder aus Kunststoff müssen im Vorfeld einer Oberflächenveredelung wie beispielsweise dem Edelstahlbeizen oder dem Aufbringen einer Eloxalschicht, einer Verzinkung oder einer Galvanisierung gründlich gereinigt werden, um ein optimales Ergebnis der Oberflächenveredelung zu erzielen. Dazu sind aus dem Stand der Technik verschiedene Reinigungsschritte bekannt, die ein zu veredelndes Objekt in der Regel nacheinander durchlaufen sollte. Üblicherweise beginnt die Oberflächenbehandlung von Objekten zum Zwecke der Reinigung mit einer Entfettung der Objekte. Dazu werden diese für eine definierte Zeitspanne in Bäder gegeben, die eine Reinigungsflüssigkeit zum Entfernen von Fett, Öl und sonstigen Verunreinigungen enthalten. Nach der Entfettung der Objekte werden diese häufig in ein Wasser enthaltendes Spülbecken getaucht, bevor sie im nächsten Schritt für eine definierte Zeitspanne in ein Salzsäure enthaltendes Beizbecken gegeben werden. Hier erfolgt die Entfernung von unerwünschten Anhaftungen an der Oberfläche der Objekte, insbesondere von Rost und Zunder. Nach der Beize werden die Objekte erneut in ein Wasser enthaltendes Spülbecken getaucht und anschließend zur Entfernung von Eisen in ein beispielsweise Zinkchlorid und/oder Ammoniumchlorid enthaltendes sog. Flux-Becken überführt. Nach diesem Vorbehandlungsschritt wird das gereinigte Objekt in der Regel getrocknet und steht dann für die angestrebte Oberflächenveredelung zur Verfügung.Objects containing metal or made of metal as well as objects with or made of plastic must be thoroughly cleaned before surface finishing, such as staining stainless steel or applying an anodized layer, galvanizing or galvanizing, in order to achieve an optimal result of the surface finishing. For this purpose, various cleaning steps are known from the prior art, which an object to be refined should generally go through one after the other. The surface treatment of objects for cleaning purposes usually begins with degreasing the objects. To do this, they are placed in baths for a defined period of time that contain a cleaning liquid to remove grease, oil and other contaminants. After the objects have been degreased, they are often put in a Immersed in a sink containing water before they are placed in a pickling basin containing hydrochloric acid for a defined period of time in the next step. This is where it takes place Removal of unwanted deposits on the surface of objects, especially rust and scale. After staining, the objects are dipped again into a sink containing water and then transferred to a so-called flux basin containing, for example, zinc chloride and/or ammonium chloride, to remove iron. After this pre-treatment step, the cleaned object is usually dried and is then available for the desired surface refinement.

Sämtliche der genannten Vorbehandlungsschritte erfolgen im Stand der Technik meist statisch, d.h. die zu reinigenden Objekte werden in die jeweiligen Becken getaucht, in denen sich ruhende Flüssigkeiten, z.B. Entfettungsflüssigkeit, Wasser, Beize, Flux-Flüssigkeit und/oder sonstige chemische Prozessflüssigkeiten, die für die Zwecke der Erfindung jeweils auch als Prozessflüssigkeit bezeichnet werden, befinden. An dieser statischen Vorbehandlung ist jedoch nachteilhaft, dass die jeweiligen Vorbehandlungsschritte vergleichsweise lange dauern, da kein oder nur sehr wenig Stoffaustausch zwischen der die Objekte umgebenden Prozessflüssigkeit und der übrigen in dem Becken befindlichen Prozessflüssigkeit stattfindet.In the state of the art, all of the pretreatment steps mentioned are usually carried out statically, i.e. the objects to be cleaned are immersed in the respective basins in which resting liquids, e.g. degreasing liquid, water, stain, flux liquid and/or other chemical process liquids that are used for the For the purposes of the invention, each is also referred to as a process liquid. However, the disadvantage of this static pretreatment is that the respective pretreatment steps take a comparatively long time, since no or only very little mass exchange takes place between the process liquid surrounding the objects and the remaining process liquid located in the basin.

Durch das Einblasen von Luft oder Druckluft in das Becken kann die in diesem befindliche Prozessflüssigkeit zwar bewegt werden, allerdings führt dies zu einem unerwünschten Aufschäumen der Prozessflüssigkeit, was die Qualität der Vorbehandlung negativ beeinträchtigt. Darüber hinaus werden die zu behandelnden Objekte durch die vorbeiströmende Luft nicht im Inneren durchspült und somit im Inneren nicht optimal vorbehandelt.By blowing air or compressed air into the basin, the process liquid in it can be moved, but this leads to undesirable foaming of the process liquid, which negatively affects the quality of the pretreatment. In addition, the objects to be treated are not flushed inside by the air flowing past and are therefore not optimally pre-treated inside.

Aus der EP 3 483 304 A1 ist darüber hinaus bekannt, im Seitenbereich des Beckens, in dem die Vorbehandlung erfolgt, mindestens eine Pumpe pro Strömungsrichtung anzuordnen. Mindestens eine in eine Strömungsrichtung fördernde Pumpe ist daher aktiv, während mindestens eine weitere in die andere Strömungsrichtung fördernde Pumpe inaktiv ist. Die Pumpen erzeugen in dem Vorbehandlungsbecken eine laminare oder annähernd laminare Strömung.From the EP 3 483 304 A1 It is also known to arrange at least one pump per flow direction in the side area of the basin in which the pretreatment takes place. At least one pump that delivers in one flow direction is therefore active, while at least one further pump that delivers in the other flow direction is inactive. The pumps create a laminar or nearly laminar flow in the pretreatment basin.

Dieser Einsatz von Pumpen in einem Vorbehandlungsbecken bringt zahlreiche Vorteile mit sich. So kann durch die Bewegung der Prozessflüssigkeit insbesondere die Dauer der Vorbehandlung verkürzt werden, was eine signifikante Effizienzsteigerung bzw. ein großes Einsparpotential mit sich bringt. Die Beizzeit kann auf diese Weise zum Beispiel um bis zu 50 % verkürzt werden. Außerdem erfolgt die Oberflächenbehandlung in Folge der Bewegung der Prozessflüssigkeit gleichmäßiger, wodurch vor der Oberflächenveredelung weniger Nacharbeiten erforderlich sind. Dadurch, dass die Oberflächenbehandlung in einer mit Pumpen bewegten Prozessflüssigkeit zu Objekten mit gleichmäßigerer Oberfläche führt, erfolgen beispielsweise in einer späteren Abscheidung von Material auf der Objektoberfläche, beispielsweise einer späteren Verzinkung, weniger Fehlabscheidungen und/oder es wird weniger Material für die Abscheidung benötigt, da die Oberfläche der Objekte weniger Unebenheiten aufweist, die ausgeglichen werden müssen.This use of pumps in a pretreatment tank brings numerous advantages. In particular, the duration of the pretreatment can be shortened by moving the process liquid, which brings with it a significant increase in efficiency and a large potential for savings. In this way, the pickling time can be shortened by up to 50%, for example. In addition, the surface treatment occurs more evenly as a result of the movement of the process fluid, which means less before surface finishing Rework is required. Because the surface treatment in a process liquid moved with pumps leads to objects with a more uniform surface, for example, in a later deposition of material on the object surface, for example later galvanization, fewer incorrect deposits occur and / or less material is required for the deposition the surface of the objects has fewer unevenness that needs to be compensated for.

Nichtsdestotrotz bringt das aus der EP 3 483 304 A1 bekannte in einem Vorbehandlungsbecken angeordnete Pumpensystem auch Nachteile mit sich. Denn die Anordnung von zumindest einer Pumpe pro Strömungsrichtung in einem Vorbehandlungsbecken bringt den immensen Nachteil eines Platzverlustes in dem Becken durch den Platzbedarf der beidseitig angeordneten Pumpen mit sich. Bei bereits bestehenden Becken wird daher der Einsatz einer entsprechenden Pumpenanordnung allein schon wegen des zu geringen Platzangebotes im Becken ausscheiden. Die Pumpenanordnung eignet sich daher nur für neu gebaute Becken, die entsprechend größer dimensioniert werden können. Dies ist jedoch ebenfalls nachteilhaft, da durch ein größeres Becken auch mehr Prozessflüssigkeit benötigt wird, was zu höheren Material- bzw. Chemikalien- und Energiekosten führt. Darüber hinaus sind auch die Kosten für die Vorrichtung selbst hoch, da für jede Strömungsrichtung mindestens eine Pumpe eingesetzt werden muss. Überdies ist an der Vorrichtung der EP 3 483 304 A1 nachteilhaft, dass die Wartung bzw. Instandhaltung aufwändig ist, da diese durch die Anordnung der Pumpen an den Stirnseiten des Beckens nur bei Produktionsunterbrechung durchgeführt werden kann.Nevertheless, this brings out the EP 3 483 304 A1 Known pump system arranged in a pretreatment tank also has disadvantages. The arrangement of at least one pump per flow direction in a pretreatment basin brings with it the immense disadvantage of a loss of space in the basin due to the space required by the pumps arranged on both sides. In existing pools, the use of a corresponding pump arrangement is therefore ruled out simply because there is not enough space in the pool. The pump arrangement is therefore only suitable for newly built pools that can be made larger. However, this is also disadvantageous because a larger basin also requires more process fluid, which leads to higher material, chemical and energy costs. In addition, the costs for the device itself are also high, since at least one pump must be used for each flow direction. In addition, the device is EP 3 483 304 A1 The disadvantage is that the maintenance is complex, as this can only be carried out when production is interrupted due to the arrangement of the pumps on the front sides of the basin.

Die DE 10 2009 034 007 A1 beschreibt eine Beschichtungsanlage, insbesondere zur elektrophoretischen oder autophoretischen Beschichtung oder Lackabscheidung. Die Anlage umfasst zum Zwecke einer gleichmäßigeren Beschichtung eine Umwälzvorrichtung. Diese weist eine vorzugsweise außerhalb des Beckens angeordnete Pumpenanordnung auf, der ein Umwälzvolumenstrom von mindestens einem Badvolumen des Tauchbades pro Stunde zugeführt werden kann. Durch Einspeisung des Umwälzvolumenstroms in das Tauchbad wird dabei eine starke Badströmung erzeugt. Die Erzeugung der starken Badströmung erfolgt hier jedoch dadurch, dass die zuvor aus dem Becken entnommene Prozessflüssigkeit, nachdem diese über eine große Distanz geführt, Pumpen, Filtervorrichtungen und Wärmetauscher durchlaufen hat, mittels Düsen oder anderen druckerhöhenden Mitteln wieder in das Becken zurückgeführt wird. Dies ist aufgrund der großen Distanz, die die Prozessflüssigkeit außerhalb des Beckens überbrücken muss, auch nicht ohne druckerhöhende Mittel möglich, erfordert jedoch einen vergleichsweise hohen Energieeinsatz.The DE 10 2009 034 007 A1 describes a coating system, in particular for electrophoretic or autophoretic coating or paint deposition. The system includes a circulation device for the purpose of a more uniform coating. This has a pump arrangement, preferably arranged outside the basin, to which a circulation volume flow of at least one bath volume of the immersion bath per hour can be supplied. By feeding the circulating volume flow into the immersion bath, a strong bath flow is generated. However, the strong bath flow is generated here by the fact that the process liquid previously removed from the basin, after it has been carried over a large distance, passed through pumps, filter devices and heat exchangers, is returned to the basin using nozzles or other pressure-increasing means. Due to the large distance that the process liquid has to bridge outside the basin, this is not possible without pressure-increasing means, but requires a comparatively high amount of energy.

Die DE 10 2012 103 906 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Reinigen von rohrförmigen Hohlkörpern. Diese weist neben einem Reinigungsbehälter und zwei darin angeordneten Halterungen auch ein rohrförmiges Element auf, das die beiden Halterungen verbindet und in dessen Inneren eine Pumpe angeordnet ist, die ihre Drehrichtung ändern kann. Durch die Änderung der Drehrichtung der Pumpe soll eine bessere Reinigung der rohrförmigen Hohlkörper in den Tod- und Schattenbereichen erfolgen.The DE 10 2012 103 906 A1 describes a device for cleaning tubular hollow bodies. In addition to a cleaning container and two holders arranged therein, this also has a tubular element that connects the two holders and inside which a pump is arranged that can change its direction of rotation. By changing the direction of rotation of the pump, the tubular hollow bodies in the dead and shadow areas should be cleaned better.

Die DE 696 30 293 T2 beschreibt ein Verfahren zur Reinigung von hohlen medizinischen Instrumenten, in dem ein zu reinigendes medizinisches Instrument an einem mit einem Reinigungsfluid enthaltenden Tank verbundenen Schlauch befestigt wird und Reinigungsfluid mittels einer Kolbenpumpe in das Innere des medizinischen Instrumentes gepumpt wird.The DE 696 30 293 T2 describes a method for cleaning hollow medical instruments, in which a medical instrument to be cleaned is attached to a hose connected to a tank containing a cleaning fluid and cleaning fluid is pumped into the interior of the medical instrument using a piston pump.

Die DE 10 2015 014322 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Beizen und Phosphatieren eines metallischen Gegenstandes, die einen Behandlungsbehälter mit einer Behandlungsflüssigkeit umfasst, in die der zu behandelnde Gegenstand eingebracht wird. Die Behandlungsflüssigkeit wird von einer Pumpeinrichtung umgewälzt.The DE 10 2015 014322 A1 describes a device for pickling and phosphating a metallic object, which comprises a treatment container with a treatment liquid into which the object to be treated is introduced. The treatment liquid is circulated by a pump device.

Aufgabe der ErfindungTask of the invention

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Vorrichtung und ein alternatives Verfahren zur optimierten Oberflächenbehandlung von Objekten bereitzustellen, die die vorgenannten aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermeiden und sich insbesondere dadurch auszeichnen, dass die Objekte, die der Oberflächenbehandlung unterzogen werden, optimal von Prozessflüssigkeit umströmt bzw. durchströmt werden.It is the object of the present invention to provide an alternative device and an alternative method for optimized surface treatment of objects, which avoid the aforementioned disadvantages known from the prior art and are characterized in particular by the fact that the objects that are subjected to the surface treatment are optimal process liquid flows around or through it.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie bestehende Becken, in denen die Oberflächenbehandlung bislang statisch erfolgte, auf einfache Weise mit nur wenigen zusätzlichen Bauteilen in erfindungsgemäße Vorrichtungen umgewandelt werden können.A further object of the present invention is to show a possibility of how existing pools, in which the surface treatment was previously carried out statically, can be easily converted into devices according to the invention with only a few additional components.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein alternatives Verfahren bereitzustellen, durch welches bei vergleichsweise kurzer Dauer der Oberflächenbehandlung und bei einer vergleichsweise geringen Menge an eingesetzter Prozessflüssigkeit ein optimales Ergebnis der Oberflächenbehandlung erzielt werden kann.Yet another object of the present invention is to provide an alternative method by which an optimal result of the surface treatment can be achieved with a comparatively short duration of surface treatment and with a comparatively small amount of process liquid used.

Allgemeine Beschreibung der ErfindungGeneral description of the invention

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche und insbesondere durch Bereitstellen einer Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Objekten, umfassend ein Prozessbecken und eine Pumpe, wobei in oder an dem Prozessbecken eine rohrförmige Struktur angeordnet ist, die zumindest über einen Teil ihrer Länge gebogen ist, wobei die zwei Öffnungen, die von den beiden Enden der rohrförmigen Struktur begrenzt werden, in die gleiche Richtung weisen, und wobei die Länge der rohrförmigen Struktur von deren einer Öffnung am einen Ende zu deren anderer Öffnung am anderen Ende maximal zweimal so lang ist wie die direkte Distanz zwischen den beiden Öffnungen, die von den beiden Enden der rohrförmigen Struktur begrenzt werden, und wobei innerhalb der rohrförmigen Struktur die Pumpe angeordnet ist, wobei die Pumpe eine bidirektionale Pumpe ist, die eingerichtet ist, ihre Drehrichtung ändern zu können, und wobei die Pumpe, die innerhalb der zumindest einen rohrförmigen Struktur angeordnet ist, eine Leistung von < 1 kW aufweist.The invention solves this problem with the features of the claims and in particular by providing a device for the surface treatment of objects, comprising a process basin and a pump, a tubular structure being arranged in or on the process basin, which is bent over at least part of its length, wherein the two openings delimited by the two ends of the tubular structure point in the same direction, and the length of the tubular structure from its one opening at one end to its other opening at the other end is a maximum of twice as long as direct distance between the two openings bounded by the two ends of the tubular structure, and wherein the pump is arranged within the tubular structure, wherein the pump is a bidirectional pump which is adapted to be able to change its direction of rotation, and wherein the Pump, which is arranged within the at least one tubular structure, has a power of <1 kW.

Mit "Länge der rohrförmigen Struktur" ist hierbei der Weg durch die rohrförmige Struktur hindurch von deren einer Öffnung am einen Ende zu deren anderer Öffnung am anderen Ende gemeint, d.h. die Länge der rohrförmigen Struktur inklusive aller Biegungen dieser.“Length of the tubular structure” here means the path through the tubular structure from one opening at one end to the other opening at the other end, ie the length of the tubular structure including all bends thereof.

Unter einem Prozessbecken wird für die Zwecke der Erfindung ein Becken verstanden, das mit Prozessflüssigkeit befüllt werden kann und in dem eine Oberflächenbehandlung von Objekten durchgeführt werden kann. Prozessbecken können daher insbesondere Becken sein, in denen eine Reinigung und/oder Entfettung, eine Beize, eine Spülung, eine Flux-Aufbereitung und/oder ein sonstiger, insbesondere chemischer, Vorbehandlungsprozess stattfindet.For the purposes of the invention, a process basin is understood to mean a basin that can be filled with process liquid and in which surface treatment of objects can be carried out. Process basins can therefore in particular be basins in which cleaning and/or degreasing, pickling, rinsing, flux treatment and/or another, in particular chemical, pretreatment process takes place.

Unter einer rohrförmigen Struktur wird ein länglicher Hohlkörper mit insbesondere senkrecht zu seiner Längsmittelachse rundem oder ovalem Querschnitt verstanden. Die rohrförmige Struktur weist dabei insbesondere einen mittleren geraden oder leicht gebogenen Abschnitt auf, der beidseitig von zwei gebogenen Abschnitten flankiert wird. Entweder liegen die beiden Enden der rohrförmigen Struktur in den beiden voneinander beabstandeten gebogenen Abschnitten oder in optionalen an diese angrenzenden weiteren geraden Abschnitten. Vorzugsweise ist die rohrförmige Struktur spiegelsymmetrisch und die beiden Öffnungen, die von den Enden der rohrförmigen Struktur begrenzt werden, weisen in die gleiche Richtung. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die rohrförmige Struktur C-förmig. Wenn die rohrförmige Struktur an oder in unmittelbarer Nähe zu einer Stirnseite des Prozessbeckens angeordnet ist, weisen die beiden Öffnungen, die von den Enden der rohrförmigen Struktur begrenzt werden, vorzugsweise in Richtung der gegenüberliegenden Stirnseite.A tubular structure is understood to mean an elongated hollow body with a round or oval cross-section, in particular perpendicular to its longitudinal central axis. The tubular structure has in particular a central straight or slightly curved section, which is flanked on both sides by two curved sections. Either the two ends of the tubular structure lie in the two spaced-apart curved sections or in optional further straight sections adjacent to them. Preferably, the tubular structure is mirror-symmetrical and the two openings bounded by the ends of the tubular structure point in the same direction. In a preferred embodiment, the tubular structure is C-shaped. If the tubular structure is arranged on or in the immediate vicinity of an end face of the process basin, the two openings, which are delimited by the ends of the tubular structure, preferably point towards the opposite end face.

Erfindungsgemäß ist die Länge der rohrförmigen Struktur von deren einer Öffnung am einen Ende zu deren anderer Öffnung am anderen Ende maximal zweimal so lang wie die direkte Distanz zwischen den beiden Öffnungen, die von den beiden Enden der rohrförmigen Struktur begrenzt werden. Dies bedeutet, dass Prozessflüssigkeit, die an einem Ende in die rohrförmige Struktur eintritt, diese passiert und am anderen Ende wieder aus der rohrförmigen Struktur austritt, innerhalb der rohrförmigen Struktur keine große Distanz zurücklegen muss. Vorzugsweise wird die Prozessflüssigkeit innerhalb der rohrförmigen Struktur auch nur in einem Bogen von 180° geführt, beispielsweise in einem C-förmigen Bogen. Dadurch, dass die Prozessflüssigkeit in der rohrförmigen Struktur keine große Distanz zurücklegen muss, sondern an einem Ende der rohrförmigen Struktur eintritt und nach dem Passieren der Pumpe am anderen Ende der rohrförmigen Struktur wieder austritt, ohne noch über diverse Umwege wie beispielsweise in der DE 10 2009 034 007 A1 beschrieben geleitet zu werden, ist es gemäß der Erfindung möglich, dass die Rückführung der Prozessflüssigkeit nach dem Passieren der rohrförmigen Struktur in das Prozessbecken einfach durch Einströmen der Prozessflüssigkeit in das Becken erfolgt, d.h. gemäß der vorliegenden Erfindung sind dafür keine druckerhöhenden Mittel wie z.B. Düsen erforderlich. Innerhalb der rohrförmigen Struktur ist erfindungsgemäß eine bidirektionale Pumpe angeordnet. D.h. die Pumpe ist an einer beliebigen Stelle innerhalb des Hohlkörpers positioniert, vorzugsweise jedoch mittig innerhalb des Hohlkörpers, sodass ihre Entfernung zu den beiden Enden des Hohlkörpers gleich ist. Vorzugsweise weist dabei der Rohrabschnitt, in dem die Pumpe angeordnet ist, einen größeren Durchmesser auf als der restliche Teil der rohrförmigen Struktur.According to the invention, the length of the tubular structure from one opening at one end to the other opening at the other end is a maximum of twice as long as the direct distance between the two openings that are delimited by the two ends of the tubular structure. This means that process fluid that enters the tubular structure at one end, passes through it and exits the tubular structure at the other end does not have to travel a large distance within the tubular structure. Preferably, the process liquid is guided within the tubular structure only in an arc of 180°, for example in a C-shaped arc. Because the process liquid in the tubular structure does not have to travel a large distance, but rather enters at one end of the tubular structure and, after passing the pump, exits again at the other end of the tubular structure, without having to take various detours such as in the DE 10 2009 034 007 A1 described, it is possible according to the invention for the process liquid to be returned after passing through the tubular structure into the process basin simply by flowing the process liquid into the basin, ie according to the present invention no pressure-increasing means such as nozzles are required for this . According to the invention, a bidirectional pump is arranged within the tubular structure. This means that the pump is positioned at any point within the hollow body, but preferably in the middle within the hollow body, so that its distance from the two ends of the hollow body is the same. The pipe section in which the pump is arranged preferably has a larger diameter than the remaining part of the tubular structure.

Unter einer bidirektionalen Pumpe wird eine Pumpe verstanden, die eingerichtet ist, ihre Drehrichtung ändern zu können bzw. eingerichtet ist, ihre Drehrichtung jeweils nach vorbestimmten Zeitintervallen zu ändern. Eine in der rohrförmigen Struktur angeordnete bidirektionale Pumpe kann daher die in der rohrförmigen Struktur befindliche Prozessflüssigkeit je nach Einstellung in entgegengesetzte Richtungen fördern. Bevorzugte Pumpentypen sind Propellerpumpen, Kreiselpumpen, Drehkolbenpumpen, Kreiskolbenpumpen, Klappenpumpen, Zahnradpumpen, Exzenterschneckenpumpen, Schlauchpumpen und Pneumatikmembranpumpen. Die Strömungsgeschwindigkeit der in der rohrförmigen Struktur angeordneten Pumpe beträgt vorzugsweise 1,5 bis 6 m/s, insbesondere 2 bis 5 m/s und besonders bevorzugt 3 bis 4 m/s.A bidirectional pump is understood to mean a pump that is set up to be able to change its direction of rotation or is set up to change its direction of rotation after predetermined time intervals. A bidirectional pump arranged in the tubular structure can therefore pump the process liquid located in the tubular structure in opposite directions depending on the setting. Preferred pump types are propeller pumps, centrifugal pumps, rotary lobe pumps, rotary lobe pumps, flap pumps, gear pumps, eccentric screw pumps, peristaltic pumps and pneumatic diaphragm pumps. The flow speed of the pump arranged in the tubular structure is preferably 1.5 to 6 m/s, in particular 2 to 5 m/s and particularly preferably 3 to 4 m/s.

Eine besonders bevorzugte Pumpe ist eine Propellerpumpe.A particularly preferred pump is a propeller pump.

Unabhängig von dem Pumpentyp handelt es sich bei der in der rohrförmigen Struktur der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordneten Pumpe vorzugsweise um eine säure- und/oder hitzebeständige Pumpe, die vorzugsweise eine Hitzebeständigkeit bis 65 °C aufweist.Regardless of the pump type, the pump arranged in the tubular structure of the device according to the invention is preferably an acid and/or heat-resistant pump, which preferably has a heat resistance up to 65 ° C.

Vorzugsweise umfasst oder besteht die Pumpe, die in der rohrförmigen Struktur angeordnet ist, aus Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid oder Mischungen dieser.Preferably the pump, which is arranged in the tubular structure, comprises or consists of polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride or mixtures thereof.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Pumpe, die in der rohrförmigen Struktur angeordnet ist, eingerichtet, die Fördermenge zu variieren, insbesondere in einem Bereich zwischen 10 und 180.000 L/h. Die Leistung der Pumpe beträgt dabei < 1 kW, bevorzugter sogar weniger als 800 W. Damit arbeitet die Pumpe in der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Gegensatz zu anderen Pumpen, die eine höhere Antriebsleistung aufweisen und/oder einen Frequenzumrichter aufweisen, um einen variablen Förderbereich einstellen zu können, äußerst energieeffizient. Denn ein Frequenzumrichter hat einen sehr hohen Energiebedarf. Die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzte Pumpe weist hingegen eine elektronische Steuerung auf und benötigt daher keinen Frequenzumrichter.According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the pump, which is arranged in the tubular structure, is set up to vary the delivery rate, in particular in a range between 10 and 180,000 L/h. The power of the pump is <1 kW, more preferably even less than 800 W. This means that the pump in the device according to the invention works in contrast to other pumps that have a higher drive power and/or have a frequency converter in order to be able to set a variable delivery range , extremely energy efficient. Because a frequency converter has a very high energy requirement. The ones in the The pump used according to the invention, however, has an electronic control and therefore does not require a frequency converter.

Das Prozessbecken weist zwei sich gegenüberliegende Längsseiten und zwei sich gegenüberliegende Stirnseiten auf, wobei die Längsseiten in der Regel länger als die Stirnseiten sind, jedoch in Ausnahmefällen, in denen das Prozessbecken quadratisch ist, auch die gleiche Länge aufweisen können wie die Stirnseiten.The process basin has two opposite long sides and two opposite end faces, whereby the long sides are generally longer than the end faces, but in exceptional cases where the process basin is square, they can also have the same length as the end faces.

Gemäß einer Ausführungsform ist die rohrförmige Struktur mit der darin angeordneten bidirektionalen Pumpe ein Bypass, der an einer Stirnseite des Prozessbeckens angeordnet ist. Durch die Pumpe wird Prozessflüssigkeit durch den Bypass gefördert und tritt an der Stirnseite, an der der Bypass angeordnet ist, in das Prozessbecken ein und strömt in Richtung der gegenüberliegenden Stirnseite.According to one embodiment, the tubular structure with the bidirectional pump arranged therein is a bypass which is arranged on an end face of the process basin. The pump conveys process liquid through the bypass and enters the process basin at the end face on which the bypass is arranged and flows towards the opposite end face.

Es wurde gefunden, dass der Durchtritt der Prozessflüssigkeit durch die rohrförmige gebogene Struktur, die an einer Stirnseite in das Prozessbecken eintritt und gegen die gegenüberliegende Stirnseite strömt, insbesondere dann, wenn zu behandelnde Objekte in die Prozessflüssigkeit eintauchen, zu einem turbulenten Strömungsprofil in dem Prozessbecken führt, d.h. zu einem Strömungsprofil, bei dem ein Stoffaustausch zwischen den einzelnen Flüssigkeitsschichten erfolgt. Um dennoch das Auftreten von Strömungsschatten zu vermeiden, ist die in der rohrförmigen gebogenen Struktur angeordnete Pumpe eingerichtet, nach einer Zeitspanne von beispielsweise mehreren Minuten, insbesondere nach 5-10 Minuten, 5-15 Minuten oder 5-20 Minuten die Drehrichtung zu ändern, sodass die Prozessflüssigkeit nach dem Passieren des Bypasses zwar immer noch an der gleichen Stirnseite in das Prozessbecken eintritt, jedoch durch die andere Öffnung der rohrförmigen Struktur. Auf diese Weise ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der in oder an dem Prozessbecken angeordneten rohrförmigen Struktur und der in dieser angeordneten bidirektionalen Pumpe, die eingerichtet ist, jeweils nach bestimmten Zeitintervallen ihre Drehrichtung zu ändern, ein optimales Umströmen bzw. Durchströmen der in dem Prozessbecken angeordneten zu behandelnden Objekte.It was found that the passage of the process liquid through the tubular curved structure, which enters the process basin at one end face and flows towards the opposite end face, particularly when objects to be treated are immersed in the process liquid, leads to a turbulent flow profile in the process basin , i.e. to a flow profile in which there is an exchange of substances between the individual liquid layers. In order to avoid the occurrence of flow shadows, the pump arranged in the tubular curved structure is set up to change the direction of rotation after a period of time of, for example, several minutes, in particular after 5-10 minutes, 5-15 minutes or 5-20 minutes, so that the process liquid still enters the process basin at the same end face after passing through the bypass, but through the other opening of the tubular structure. In this way, the device according to the invention with the tubular structure arranged in or on the process basin and the bidirectional pump arranged therein, which is set up to change its direction of rotation after certain time intervals, enables optimal flow around or through the fluid arranged in the process basin objects to be treated.

In Ausführungsformen, in denen die Längsseiten des Prozessbeckens deutlich länger sind als dessen Stirnseiten, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise zwei rohrförmige Strukturen auf, wobei in jeder der rohrförmigen Strukturen eine bidirektionale Pumpe angeordnet ist. Die rohrförmigen Strukturen sind dabei jeweils als Bypass an derselben Stirnseite oder als Bypass an den sich gegenüberliegenden Stirnseiten angeordnet.In embodiments in which the long sides of the process basin are significantly longer than its end faces, the device according to the invention preferably has two tubular structures, with a bidirectional pump being arranged in each of the tubular structures. The tubular structures are each arranged as a bypass on the same end face or as a bypass on the opposite end faces.

Optional weist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mehr als zwei, zum Beispiel 3, 4, 5 oder 6 rohrförmige Strukturen auf, wobei in jeder der rohrförmigen Strukturen eine bidirektionale Pumpe angeordnet ist. Die rohrförmigen Strukturen sind dabei bevorzugt jeweils als Bypass an einer Stirnseite des Prozessbeckens angeordnet, wobei die Anzahl an rohrförmigen Strukturen pro Stirnseite gleich oder unterschiedlich sein kann. Alternativ können die rohrförmigen Strukturen auch innerhalb des Beckens an dessen Stirnseiten angeordnet sein, wobei die Anzahl an rohrförmigen Strukturen pro Stirnseite ebenfalls gleich oder unterschiedlich sein kann. Die bidirektionale Pumpe, die in jeder der mehr als zwei rohrförmigen Strukturen angeordnet ist, weist dabei optional die gleichen Eigenschaften auf wie die bidirektionale(n) Pumpe(n), die in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit nur einer oder mit zwei rohrförmigen Strukturen in diesen angeordnet sind, d.h. die Pumpen weisen insbesondere die im Voranstehenden genannten Eigenschaften in Bezug auf den variablen Förderbereich, die Leistung, das Material, den Pumpentyp und die Säure- und Hitzebeständigkeit auf.Optionally, the device according to the invention also has more than two, for example 3, 4, 5 or 6, tubular structures, with a bidirectional pump being arranged in each of the tubular structures. The tubular structures are preferably each arranged as a bypass on one end face of the process basin, whereby the number of tubular structures per end face can be the same or different. Alternatively, the tubular structures can also be arranged within the basin on its end faces, whereby the number of tubular structures per end face can also be the same or different. The bidirectional pump, which is arranged in each of the more than two tubular structures, optionally has the same properties as the bidirectional pump(s) which are arranged in a device according to the invention with only one or with two tubular structures are, i.e. the pumps have in particular the properties mentioned above with regard to the variable delivery range, the performance, the material, the pump type and the acid and heat resistance.

Bei einer Anordnung von zwei rohrförmigen Strukturen an derselben Stirnseite des Beckens ist es bevorzugt, dass die rohrförmigen Strukturen die gleichen Abmessungen haben und beabstandet zueinander sowie mit ihren Längsachsen parallel zueinander auf derselben Höhe des Prozessbeckens angeordnet sind.When arranging two tubular structures on the same end face of the basin, it is preferred that the tubular structures have the same dimensions and are arranged at a distance from one another and with their longitudinal axes parallel to one another at the same height of the process basin.

Bei einer Anordnung von zwei rohrförmigen Strukturen an sich gegenüberliegenden Stirnseiten des Beckens ist es bevorzugt, dass die rohrförmigen Strukturen die gleichen Abmessungen haben und mit ihren Längsachsen parallel zueinander auf derselben Höhe angeordnet sind, wobei die Öffnungen der an der einen Stirnseite angeordneten rohrförmigen Struktur den Öffnungen der an der anderen Stirnseite angeordneten rohrförmigen Struktur zugewandt sind. Die Drehrichtungen der in beiden rohrförmigen Strukturen angeordneten Pumpen sind dabei identisch, sodass eine auf der einen Seite des Prozessbeckens erzeugte Strömung durch die auf der gegenüberliegenden Seite des Prozessbeckens angeordnete rohrförmige Struktur umgelenkt und durch die in dieser angeordnete Pumpe verstärkt und auf die gegenüberliegende Seite zurückbewegt wird.When arranging two tubular structures on opposite end faces of the basin, it is preferred that the tubular structures have the same dimensions and are arranged with their longitudinal axes parallel to one another at the same height, the openings of the tubular structure arranged on one end face being the openings facing the tubular structure arranged on the other end face. The directions of rotation of the pumps arranged in both tubular structures are identical, so that a flow generated on one side of the process basin is deflected by the tubular structure arranged on the opposite side of the process basin and is amplified by the pump arranged therein and moved back to the opposite side .

Gemäß einer Ausführungsform ist die rohrförmige Struktur mit der in dieser angeordneten bidirektionalen Pumpe in der erfindungsgemäßen Vorrichtung innerhalb des Prozessbeckens an oder in unmittelbarer Nähe zu einer Stirnseite angeordnet, wobei die Öffnungen, die von den beiden Enden der rohrförmigen Struktur begrenzt werden, in Richtung der gegenüberliegenden Stirnseite weisen. In dieser Ausführungsform ist die rohrförmige Struktur kein Bypass, d.h. sie verläuft nicht wie ein Bypass außerhalb des Beckens und ist lediglich mit diesem in fluidischer Kommunikation, sondern sie ist direkt im Prozessbecken angeordnet. Dabei kann die rohrförmige Struktur genauso geformt sein wie ein Bypass, bei dem beide Enden der rohrförmigen Struktur in dieselbe Richtung weisen. Die rohrförmige Struktur kann dabei mit ihrer Längsachse unmittelbar an der Stirnseite des Prozessbeckens angeordnet sein, wobei die Enden der rohrförmigen Struktur in Richtung der gegenüberliegenden Stirnseite weisen. Alternativ kann die rohrförmige Struktur auch in einem kleinen Abstand zu einer Stirnseite in dem Prozessbecken angeordnet sein, beispielsweise in einem Abstand zwischen der Längsachse der rohrförmigen Struktur und der Stirnseite des Prozessbeckens von einigen Zentimetern, insbesondere bis zu 10 cm, bis zu 20 cm oder bis zu 30 cm.According to one embodiment, the tubular structure with the bidirectional pump arranged therein is arranged in the device according to the invention within the process basin on or in the immediate vicinity of an end face, with the openings, which are delimited by the two ends of the tubular structure, in the direction of the opposite one front side. In this embodiment, the tubular structure is not a bypass, that is, it does not run outside the basin like a bypass only in fluidic communication with it, but it is arranged directly in the process basin. The tubular structure can be shaped in the same way as a bypass, in which both ends of the tubular structure point in the same direction. The tubular structure can be arranged with its longitudinal axis directly on the end face of the process basin, with the ends of the tubular structure pointing in the direction of the opposite end face. Alternatively, the tubular structure can also be arranged at a small distance from an end face in the process basin, for example at a distance between the longitudinal axis of the tubular structure and the end face of the process basin of a few centimeters, in particular up to 10 cm, up to 20 cm or up to to 30 cm.

Unabhängig davon, ob die rohrförmige Struktur direkt an oder in unmittelbarer Nähe zu einer Stirnseite in dem Prozessbecken angeordnet ist, wird durch die in der rohrförmigen Struktur angeordnete Pumpe eine Strömung erzeugt, die aus der rohrförmigen Struktur austritt und in Richtung der gegenüberliegenden Stirnseite strömt, wobei in Folge des Auftreffens der Strömung an der gegenüberliegenden Stirnseite sowie des Strömens gegen zu behandelnde Objekte, die in die Prozessflüssigkeit eintauchen, ein turbulentes Strömungsprofil in dem Prozessbecken erzeugt wird, was insbesondere bei gelegentlicher Änderung der Drehrichtung der bidirektionalen Pumpe zu einer optimalen Umströmung der zu behandelnden Objekte führt.Regardless of whether the tubular structure is arranged directly on or in the immediate vicinity of an end face in the process basin, the pump arranged in the tubular structure generates a flow which emerges from the tubular structure and flows towards the opposite end face, whereby As a result of the flow impinging on the opposite end face and the flow against objects to be treated that are immersed in the process liquid, a turbulent flow profile is generated in the process basin, which results in an optimal flow around the objects to be treated, particularly when the direction of rotation of the bidirectional pump is occasionally changed objects.

Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Vorrichtung in dieser Ausführungsform nicht nur eine, sondern zwei rohrförmige Strukturen auf, die innerhalb des Prozessbeckens an oder in unmittelbarer Nähe zu einer Stirnseite angeordnet sind. Die rohrförmigen Strukturen können dabei an oder in unmittelbarer Nähe zu derselben Stirnseite oder an oder in unmittelbarer Nähe zu sich gegenüberliegenden Stirnseiten angeordnet sind, wobei die Öffnungen, die von den beiden Enden jeder rohrförmigen Struktur begrenzt werden, jeweils in Richtung der gegenüberliegenden Stirnseite weisen.In this embodiment, the device according to the invention preferably has not just one, but two tubular structures which are arranged within the process basin on or in the immediate vicinity of an end face. The tubular structures can be arranged on or in the immediate vicinity of the same end face or on or in the immediate vicinity of opposite end faces, with the openings, which are delimited by the two ends of each tubular structure, each pointing in the direction of the opposite end face.

Ähnlich wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform mit zwei Bypässen, die an derselben Stirnseite des Prozessbeckens angeordnet sind, ist es auch bei dieser Anordnung von zwei rohrförmigen Strukturen an derselben Stirnseite innerhalb des Beckens bevorzugt, dass die rohrförmigen Strukturen die gleichen Abmessungen haben und beabstandet zueinander sowie mit ihren Längsachsen parallel zueinander auf derselben Höhe angeordnet sind.Similar to the previously described embodiment with two bypasses that are arranged on the same end face of the process basin, it is also preferred in this arrangement of two tubular structures on the same end face within the basin that the tubular structures have the same dimensions and are spaced apart from one another are arranged with their longitudinal axes parallel to each other at the same height.

Bei einer Anordnung von zwei rohrförmigen Strukturen an sich gegenüberliegenden Stirnseiten innerhalb des Beckens ist es ähnlich wie bei zwei Bypässen, die an sich gegenüberliegenden Stirnseiten des Prozessbeckens angeordnet sind, bevorzugt, dass die rohrförmigen Strukturen die gleichen Abmessungen haben und mit ihren Längsachsen parallel zueinander auf derselben Höhe angeordnet sind, wobei die Öffnungen der an der einen Stirnseite angeordneten rohrförmigen Struktur den Öffnungen der an der anderen Stirnseite angeordneten rohrförmigen Struktur zugewandt sind. Die Drehrichtungen der in beiden rohrförmigen Strukturen angeordneten Pumpen sind dabei identisch, sodass eine auf der einen Seite des Prozessbeckens erzeugte Strömung durch die auf der gegenüberliegenden Seite des Prozessbeckens angeordnete rohrförmige Struktur umgelenkt und durch die in dieser angeordnete Pumpe verstärkt und auf die gegenüberliegende Seite zurückbewegt wird.With an arrangement of two tubular structures opposite one another End faces within the basin, similar to two bypasses which are arranged on opposite end faces of the process basin, it is preferred that the tubular structures have the same dimensions and are arranged with their longitudinal axes parallel to one another at the same height, with the openings on the a tubular structure arranged on the end face faces the openings of the tubular structure arranged on the other end side. The directions of rotation of the pumps arranged in both tubular structures are identical, so that a flow generated on one side of the process basin is deflected by the tubular structure arranged on the opposite side of the process basin and is amplified by the pump arranged therein and moved back to the opposite side .

Gemäß einer Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zusätzlich zu der zumindest einen bidirektionalen Pumpe, die innerhalb der rohrförmigen Struktur an einer Stirnseite des Prozessbeckens angeordnet ist, auch noch zumindest zwei unidirektionale Pumpen auf, die an der Stirnseite des Prozessbeckens angeordnet sind, die der Stirnseite mit der rohrförmigen Struktur gegenüberliegt. Diese unidirektionalen Pumpen dienen dazu, die von der bidirektionalen Pumpe erzeugte Strömung zu verstärken und werden insbesondere bei längeren Prozessbecken eingesetzt, bei denen auf der Seite, an der die unidirektionalen Pumpen angeordnet sind, kein Platz für einen Bypass vorhanden ist, in dem eine bidirektionale Pumpe angeordnet werden könnte, oder aufgrund des Platzbedarfs keine rohrförmige Struktur an der Stirnseite innerhalb des Prozessbeckens angeordnet werden soll. Die beiden unidirektionalen Pumpen weisen entgegengesetzte Drehrichtungen auf, wobei während der Vorbehandlung von Objekten jeweils nur diejenige Pumpe in Betrieb ist, die dieselbe Drehrichtung aufweist wie die aktive bidirektionale Pumpe. Bei einer Änderung der Drehrichtung der bidirektionalen Pumpe nimmt daher die bislang inaktive unidirektionale Pumpe ihren Betrieb auf, während die bislang aktive unidirektionale Pumpe bis zu einer erneuten Änderung der Drehrichtung der bidirektionalen Pumpe pausiert.According to one embodiment, the device according to the invention has, in addition to the at least one bidirectional pump which is arranged within the tubular structure on an end face of the process basin, also at least two unidirectional pumps which are arranged on the end face of the process basin, which is the end face with the tubular structure opposite. These unidirectional pumps serve to amplify the flow generated by the bidirectional pump and are particularly used in longer process tanks where there is no space for a bypass in which a bidirectional pump is located on the side where the unidirectional pumps are located could be arranged, or due to the space requirement, no tubular structure should be arranged on the end face within the process basin. The two unidirectional pumps have opposite directions of rotation, with only the pump that has the same direction of rotation as the active bidirectional pump being in operation during the pretreatment of objects. When the direction of rotation of the bidirectional pump changes, the previously inactive unidirectional pump starts operating, while the previously active unidirectional pump pauses until the direction of rotation of the bidirectional pump changes again.

Optional weist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch eine Absperreinrichtung für die in der rohrförmigen Struktur angeordnete Pumpe auf. Diese Absperreinrichtung ist insbesondere eingerichtet, die Fluidkommunikation zwischen der Pumpe und dem Prozessbecken zu unterbrechen. Beispielsweise kann die Absperreinrichtung beidseitig der Pumpe angeordnete Kugelhähne oder andere Absperrventile umfassen, die abgeriegelt werden können, wenn der Fluidaustausch zwischen Pumpe und Prozessbecken unterbunden werden soll, beispielsweise für Wartungsarbeiten.Optionally, the device according to the invention also has a shut-off device for the pump arranged in the tubular structure. This shut-off device is designed in particular to interrupt the fluid communication between the pump and the process basin. For example, the shut-off device can include ball valves or other shut-off valves arranged on both sides of the pump, which can be shut off if the fluid exchange between the pump and the process basin is to be prevented, for example for maintenance work.

Weiter optional weist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch einen oder mehrere Festkörperfilter, auch Gleichrichter genannt, auf, die insbesondere innerhalb der rohrförmigen Struktur oder an deren Enden angeordnet sein können. Der zumindest eine Festkörperfilter dient einerseits dazu, die Pumpe vor dem unerwünschten Eindringen von Schmutz oder Festkörpern zu schützen, da dies zu einer Beschädigung der Pumpe führen kann. Andererseits fungiert der Festkörperfilter auch als Eingreifschutz, durch welchen verhindert wird, dass von Bedienern der Vorrichtung versehentlich in die Pumpe gefasst wird. Vorzugsweise ist jeweils ein Festkörperfilter auf jeder Seite der in der rohrförmigen Struktur angeordneten bidirektionalen Pumpe angeordnet.Further optionally, the device according to the invention also has one or more solid-state filters, also called rectifiers, which can be arranged in particular within the tubular structure or at its ends. On the one hand, the at least one solid-state filter serves to protect the pump from unwanted ingress of dirt or solids, as this can lead to damage to the pump. On the other hand, the solid-state filter also functions as an intervention protection, which prevents operators of the device from accidentally reaching into the pump. Preferably, a solid-state filter is arranged on each side of the bidirectional pump arranged in the tubular structure.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung darüber hinaus eine Überlaufrinne auf, über die Fette, Öle und/oder Schmutzstoffe abgeschieden werden können.The device according to the invention preferably also has an overflow channel through which fats, oils and/or contaminants can be separated.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung von Objekten, umfassend die Schritte:

  • Bereitstellen einer Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Objekten, umfassend ein Prozessbecken und eine Pumpe, wobei in oder an dem Prozessbecken eine rohrförmige Struktur angeordnet ist, die zumindest über einen Teil ihrer Länge gebogen ist, wobei die zwei Öffnungen, die von den beiden Enden der rohrförmigen Struktur begrenzt werden, in die gleiche Richtung weisen und wobei die Länge der rohrförmigen Struktur von deren einer Öffnung am einen Ende zu deren anderer Öffnung am anderen Ende maximal zweimal so lang ist wie die direkte Distanz zwischen den beiden Öffnungen, die von den beiden Enden der rohrförmigen Struktur begrenzt werden, und wobei innerhalb der rohrförmigen Struktur die Pumpe angeordnet ist, wobei die Pumpe eine bidirektionale Pumpe ist, die eingerichtet ist, ihre Drehrichtung ändern zu können, und wobei die Pumpe, die innerhalb der zumindest einen rohrförmigen Struktur angeordnet ist, eine Leistung von < 1 kW aufweist;
  • Anordnen eines Objekts innerhalb des mit Prozessflüssigkeit befüllten Prozessbeckens;
  • Umströmen lassen bzw. Durchströmen lassen des Objekts von Prozessflüssigkeit, wobei die Pumpe die Prozessflüssigkeit innerhalb der rohrförmigen Struktur in eine Richtung fördert.
The invention further relates to a method for the surface treatment of objects, comprising the steps:
  • Providing a device for the surface treatment of objects, comprising a process basin and a pump, wherein in or on the process basin there is arranged a tubular structure which is curved over at least part of its length, the two openings extending from the two ends of the tubular structure be limited, point in the same direction and the length of the tubular structure from one opening at one end to the other opening at the other end is a maximum of twice as long as the direct distance between the two openings from the two ends of the tubular Structure are limited, and wherein the pump is arranged within the tubular structure, wherein the pump is a bidirectional pump which is set up to be able to change its direction of rotation, and wherein the pump, which is arranged within the at least one tubular structure, has a power of < 1 kW;
  • Arranging an object within the process basin filled with process liquid;
  • Allow process liquid to flow around or through the object, with the pump conveying the process liquid in one direction within the tubular structure.

Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Prozessflüssigkeit ist insbesondere Entfettungsflüssigkeit, Wasser, Beize, Flux-Flüssigkeit oder eine sonstige Säure oder Lauge zur (chemischen) Oberflächenvorbehandlung von Objekten.The process liquid used in the method according to the invention is in particular Degreasing liquid, water, stain, flux liquid or another acid or alkali for (chemical) surface pretreatment of objects.

Das Objekt, das innerhalb des mit Prozessflüssigkeit befüllten Prozessbeckens angeordnet wird, kann ein beliebiges Objekt sein, dessen Oberfläche in einer Prozessflüssigkeit behandelt werden soll. Beispielhafte Objekte sind insbesondere Objekte aus Metall oder Kunststoff oder Objekte, die Metall umfassen, wie z.B. Gitterroste und Schutzplanken, sowie insbesondere stahlhaltige oder aus Stahl bestehende Objekte, z.B. Stahlträger oder Baukonstruktionen beliebiger Art. In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen oder bestehen die Objekte aus Eisen, Aluminium, Zink, Stahl und/oder weiteren Legierungen, die Eisen, Aluminium und/oder Zink umfassen, wobei die Objekte optional eine Beschichtung zum Schutz vor Korrosion, insbesondere eine Verzinkung, Galvanisierung, KTL-Beschichtung, Eloxierung, Nass- oder Pulverbeschichtung, aufweisen.The object that is placed within the process basin filled with process liquid can be any object whose surface is to be treated in a process liquid. Examples of objects are in particular objects made of metal or plastic or objects that include metal, such as gratings and guardrails, and in particular objects containing steel or made of steel, e.g. steel beams or building structures of any kind. In a preferred embodiment, the objects include or consist of iron, Aluminum, zinc, steel and/or other alloys that include iron, aluminum and/or zinc, the objects optionally having a coating to protect against corrosion, in particular galvanizing, galvanizing, cathodic dip coating, anodizing, wet or powder coating .

Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Vorrichtung kann insbesondere so beschaffen sein wie voranstehend mit Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung als solche beschrieben, d.h. insbesondere, dass

  • das Prozessbecken der verwendeten Vorrichtung zwei sich gegenüberliegende Längsseiten und zwei sich gegenüberliegende Stirnseiten aufweist, wobei die rohrförmige Struktur mit der darin angeordneten Pumpe als Bypass an einer Stirnseite angeordnet ist; und/oder
  • die verwendete Vorrichtung zwei rohrförmige Strukturen umfasst, wobei in jeder der rohrförmigen Strukturen eine bidirektionale Pumpe angeordnet ist und wobei die rohrförmigen Strukturen jeweils als Bypass an derselben Stirnseite oder an sich gegenüberliegenden Stirnseiten angeordnet sind; und/oder
  • die rohrförmige Struktur der verwendeten Vorrichtung innerhalb des Prozessbeckens an oder in unmittelbarer Nähe zu einer Stirnseite angeordnet ist, wobei die Öffnungen, die von den beiden Enden der rohrförmigen Struktur begrenzt werden, in Richtung der gegenüberliegenden Stirnseite weisen; und/oder
  • die verwendete Vorrichtung zumindest zwei rohrförmige Strukturen aufweist, die innerhalb des Prozessbeckens an oder in unmittelbarer Nähe zu einer Stirnseite angeordnet sind, wobei die rohrförmigen Strukturen an oder in unmittelbarer Nähe zu derselben Stirnseite oder an oder in unmittelbarer Nähe zu sich gegenüberliegenden Stirnseiten angeordnet sind, und wobei die Öffnungen, die von den beiden Enden jeder rohrförmigen Struktur begrenzt werden, jeweils in Richtung der gegenüberliegenden Stirnseite weisen; und/oder
  • die rohrförmige Struktur der verwendeten Vorrichtung mit der in dieser angeordneten bidirektionalen Pumpe in oder an dem Prozessbecken an einer Stirnseite angeordnet ist, wobei an der gegenüberliegenden Stirnseite des Prozessbeckens zumindest zwei voneinander beabstandete unidirektionale Pumpen angeordnet sind; und/oder
  • die verwendete Vorrichtung eine Absperreinrichtung für die Pumpe, zumindest einen Festkörperfilter, der innerhalb der rohrförmigen Struktur oder an deren Enden angeordnet ist, und/oder eine Überlaufrinne umfasst.
The device used in the method according to the invention can in particular be designed as described above with reference to the device according to the invention as such, that is, in particular, that
  • the process basin of the device used has two opposite long sides and two opposite end faces, the tubular structure with the pump arranged therein being arranged as a bypass on one end face; and or
  • the device used comprises two tubular structures, a bidirectional pump being arranged in each of the tubular structures and the tubular structures each being arranged as a bypass on the same end face or on opposite end faces; and or
  • the tubular structure of the device used is arranged within the process basin on or in the immediate vicinity of an end face, the openings which are delimited by the two ends of the tubular structure pointing towards the opposite end face; and or
  • the device used has at least two tubular structures which are arranged within the process basin on or in the immediate vicinity of an end face, the tubular structures being arranged on or in the immediate vicinity of the same end face or on or in the immediate vicinity of opposite end faces, and the openings defined by the two ends of each tubular structure each facing towards the opposite end face; and or
  • the tubular structure of the device used with the bidirectional pump arranged therein is arranged in or on the process basin on one end face, with at least two spaced-apart unidirectional pumps being arranged on the opposite end face of the process basin; and or
  • the device used comprises a shut-off device for the pump, at least one solid-state filter which is arranged within the tubular structure or at its ends, and/or an overflow channel.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein in dem Prozessbecken angeordnetes Objekt vorzugsweise für eine Zeitspanne t von Prozessflüssigkeit umströmt, wobei anschließend die Drehrichtung der in der rohrförmigen Struktur angeordneten Pumpe geändert wird, sodass die Prozessflüssigkeit innerhalb der rohrförmigen Struktur in die entgegengesetzte Richtung gefördert wird. Die Zeitspanne t kann dabei beispielsweise mehreren Minuten, insbesondere 5-10 Minuten, 5-15 Minuten oder 5-20 Minuten betragen. Nach einer weiteren Zeitspanne t oder einer kürzeren oder einer längeren Zeitspanne wird die Drehrichtung der Pumpe vorzugsweise erneut geändert. Besonders bevorzugt wird die Drehrichtung der Pumpe in dem erfindungsgemäßen Verfahren während der Behandlung von Objekten in dem Prozessbecken nach jeweils vorbestimmten Zeitintervallen, beispielsweise nach jeweils 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 oder 20 Minuten geändert. Dabei wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren eine turbulente Strömung der die zu behandelnden Objekte umgebenden Prozessflüssigkeit erzeugt, die insbesondere durch Änderung der Drehrichtung der Pumpe sowie dadurch zustande kommt, dass der aus der rohrförmigen Struktur austretende Strom an Prozessflüssigkeit an der der rohrförmigen Struktur gegenüberliegenden Stirnseite des Prozessbeckens oder an den in diesem angeordneten zu behandelnden Objekten auftrifft.In the method according to the invention, an object arranged in the process basin is preferably flowed around by process liquid for a period of time t, with the direction of rotation of the pump arranged in the tubular structure then being changed so that the process liquid is conveyed in the opposite direction within the tubular structure. The time period t can be, for example, several minutes, in particular 5-10 minutes, 5-15 minutes or 5-20 minutes. After a further period of time t or a shorter or a longer period of time, the direction of rotation of the pump is preferably changed again. Particularly preferred is the direction of rotation of the pump in the method according to the invention during the treatment of objects in the process basin after each predetermined time interval, for example after each 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 , 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 or 20 minutes. In the method according to the invention, a turbulent flow of the process liquid surrounding the objects to be treated is generated, which is brought about in particular by changing the direction of rotation of the pump and by the fact that the stream of process liquid emerging from the tubular structure flows at the end face of the process basin opposite the tubular structure or on the objects to be treated arranged therein.

Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ausbildung der turbulenten Strömung in dem Prozessbecken noch durch den Einsatz von unidirektionalen Pumpen unterstützt, die an der Stirnseite des Prozessbeckens angeordnet sind, die der Stirnseite, an der die rohrförmige Struktur mit der darin angeordneten bidirektionalen Pumpe angeordnet ist, gegenüberliegt. Im Gegensatz zu der bidirektionalen Pumpe, die ihre Drehrichtung ändern kann und während der Oberflächenbehandlung der in dem Prozessbecken angeordneten Objekte nicht pausiert, können die unidirektionalen Pumpen ihre Drehrichtung nicht ändern bzw. nur für kurze Zeit z.B. für Reinigungszwecke ihre Drehrichtung ändern, beispielsweise um sich bei einer Verstopfung o.ä. freizuspülen. Das Erzeugen einer Strömung ist durch unidirektionale Pumpen nur in einer Richtung möglich. Es sind daher immer nur diejenigen unidirektionalen Pumpen aktiv, die dieselbe Drehrichtung wie die bidirektionale Pumpe aufweisen.According to one embodiment of the method according to the invention, the formation of the turbulent flow in the process basin is further supported by the use of unidirectional pumps which are arranged on the end face of the process basin, which is the end face on which the tubular structure with the bidirectional pump arranged therein is arranged , opposite. In contrast to the bidirectional pump, which can change its direction of rotation and does not pause during the surface treatment of the objects arranged in the process basin, the unidirectional pumps cannot change its direction of rotation or can only change its direction of rotation for a short time, for example for cleaning purposes, for example to move around to flush out a blockage or similar. Creating a flow is only possible in one direction using unidirectional pumps. It Therefore, only those unidirectional pumps that have the same direction of rotation as the bidirectional pump are active.

Genaue Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Die Erfindung wird nun genauer anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die Figuren beschrieben, die

  • in der Figur 1 eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • in der Figur 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • in der Figur 3 eine schematische Ansicht der Ausführungsform aus Figur 2 während einer Oberflächenbehandlung von Objekten,
  • in der Figur 4 eine schematische Ansicht der Ausführungsform aus Figur 2 während einer Oberflächenbehandlung von Objekten mit skizziertem Strömungsprofil,
  • in der Figur 5 eine 3D-Ansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
  • in der Figur 6 eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und
  • in der Figur 7 eine schematische Ansicht einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen.
The invention will now be described in more detail using exemplary embodiments and with reference to the figures
  • in the Figure 1 a schematic view of a first embodiment of the device according to the invention,
  • in the Figure 2 a schematic view of a second embodiment of the device according to the invention,
  • in the Figure 3 a schematic view of the embodiment Figure 2 during surface treatment of objects,
  • in the Figure 4 a schematic view of the embodiment Figure 2 during surface treatment of objects with a sketched flow profile,
  • in the Figure 5 a 3D view of a third embodiment of the device according to the invention,
  • in the Figure 6 a schematic view of a fourth embodiment of the device according to the invention, and
  • in the Figure 7 show a schematic view of a fifth embodiment of the device according to the invention.

Die Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Objekten. Diese umfasst ein Prozessbecken 1 mit insbesondere rechteckiger Grundfläche, das zwei sich gegenüberliegende Stirnseiten 6 und zwei sich gegenüberliegende Längsseiten 5 aufweist. In dem Prozessbecken 1 befindet sich Prozessflüssigkeit 10, die insbesondere Entfettungsflüssigkeit, Wasser, Spülflüssigkeit, Beize, Flux-Flüssigkeit oder eine sonstige Säure oder Lauge zur (chemischen) Oberflächenvorbehandlung sein kann. An einer Stirnseite 6 weist das Prozessbecken 1 eine rohrförmige Struktur 3 auf, innerhalb derer eine bidirektionale Pumpe 2 angeordnet ist. Die rohrförmige Struktur 3 ist in der gezeigten Ausführungsform als Bypass ausgebildet. Die bidirektionale Pumpe 2, die eingerichtet ist, ihre Drehrichtung in vorbestimmten Zeitintervallen zu ändern, ist dabei in einem geraden Mittelteil des Bypasses bzw. der rohrförmigen Struktur 3 angeordnet und weist zu beiden Enden der rohrförmigen Struktur 3, an denen diese in das Prozessbecken 1 münden, den gleichen Abstand auf. Auf beiden Seiten der in der rohrförmigen Struktur 3 angeordneten bidirektionalen Pumpe 2 sind jeweils ein Festkörperfilter 8 und jeweils eine Absperreinrichtung 7 angeordnet. Durch die Pfeile an den Übergängen zwischen dem Bypass und dem Prozessbecken 1 ist die Strömungsrichtung durch den Bypass angedeutet. In dem abgebildeten Zustand strömt die Prozessflüssigkeit 10 daher von unten nach oben durch den Bypass, wobei sie bei einer Änderung der Drehrichtung der Pumpe 2 in entgegengesetzte Richtung, d.h. von oben nach unten, durch den Bypass strömen würde (angedeutet durch die gestrichelten Pfeile).The Figure 1 shows a schematic view of a first embodiment of the device according to the invention for the surface treatment of objects. This includes a process basin 1 with, in particular, a rectangular base area, which has two opposing end faces 6 and two opposing long sides 5 . In the process basin 1 there is process liquid 10, which can in particular be degreasing liquid, water, rinsing liquid, stain, flux liquid or another acid or alkali for (chemical) surface pretreatment. On one end face 6, the process basin 1 has a tubular structure 3 , within which a bidirectional pump 2 is arranged. The tubular structure 3 is designed as a bypass in the embodiment shown. The bidirectional pump 2, which is set up to change its direction of rotation at predetermined time intervals, is arranged in a straight middle part of the bypass or the tubular structure 3 and points to both ends of the tubular structure 3, at which they open into the process basin 1 , the same distance. Arranged on both sides of the tubular structure 3 A solid-state filter 8 and a shut-off device 7 are arranged in each bidirectional pump 2 . The direction of flow through the bypass is indicated by the arrows at the transitions between the bypass and the process basin 1. In the state shown, the process liquid 10 therefore flows from bottom to top through the bypass, whereby if the direction of rotation of the pump 2 changes, it would flow through the bypass in the opposite direction, ie from top to bottom (indicated by the dashed arrows).

Die Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Objekten, die zusätzlich zu den Elementen der in der Figur 1 gezeigten Ausführungsform noch einen zweiten Bypass bzw. eine zweite rohrförmige Struktur 3 mit darin angeordneter bidirektionaler Pumpe 2 aufweist. Wie auch die in der ersten rohrförmigen Struktur 3 angeordnete Pumpe 2 ist auch diese bidirektionale Pumpe 2 eingerichtet, in denselben vorbestimmten Zeitintervallen wie die erste bidirektionale Pumpe 2 ihre Drehrichtung zu ändern, wobei beide Pumpen 2 jeweils die gleiche Drehrichtung aufweisen. Die von der an der einen Stirnseite 6 des Prozessbeckens angeordneten bidirektionalen Pumpe 2 erzeugte Strömung wird daher durch den an der gegenüberliegenden Stirnseite 6 angeordneten Bypass umgelenkt und von der in diesem angeordneten bidirektionalen Pumpe 2 verstärkt.The Figure 2 shows a schematic view of a second embodiment of the device according to the invention for the surface treatment of objects, which in addition to the elements in the Figure 1 Embodiment shown also has a second bypass or a second tubular structure 3 with a bidirectional pump 2 arranged therein. Like the pump 2 arranged in the first tubular structure 3 , this bidirectional pump 2 is also set up to change its direction of rotation at the same predetermined time intervals as the first bidirectional pump 2 , with both pumps 2 each having the same direction of rotation. The flow generated by the bidirectional pump 2 arranged on one end face 6 of the process basin is therefore deflected by the bypass arranged on the opposite end face 6 and amplified by the bidirectional pump 2 arranged therein.

Die Figur 3 zeigt schematisch die bereits in der Figur 2 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Objekten, wobei zwei zu behandelnde Objekte 9 in die Prozessflüssigkeit 10 eintauchen. Die verschiedenen Strömungen innerhalb des Prozessbeckens 1 sind in Form von Linien dargestellt, aus denen zu erkennen ist, dass während der Oberflächenbehandlung der Objekte 9 ein Großteil der Strömung im Kreis gefahren wird, wobei die Umlenkung der Strömung an den Stirnseiten 6 des Prozessbeckens 1 jeweils durch die gegenüberliegend angeordneten rohrförmigen Strukturen 3 erfolgt. Es erfolgt jedoch auch ein Stoffaustausch zwischen den einzelnen Flüssigkeitsschichten, wie insbesondere in der Figur 4 zu sehen ist. Dies wurde in Experimenten herausgefunden, in denen die Bewegung einzelner Teilchen innerhalb einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. in einem erfindungsgemäßen Verfahren mittels einer Leuchtstoffmarkierung verfolgt wurde. Die Bewegung eines solchen einzelnen Teilchens ist in der Figur 4 skizziert.The Figure 3 shows schematically the already in the Figure 2 shown embodiment of the device according to the invention for the surface treatment of objects, with two objects 9 to be treated immersed in the process liquid 10 . The various flows within the process basin 1 are shown in the form of lines from which it can be seen that during the surface treatment of the objects 9 a large part of the flow is driven in a circle, with the flow being deflected at the end faces 6 of the process basin 1 in each case the oppositely arranged tubular structures 3 takes place. However, there is also an exchange of substances between the individual liquid layers, as is the case in particular Figure 4 you can see. This was found in experiments in which the movement of individual particles within a device according to the invention or in a method according to the invention was tracked using a phosphor marker. The motion of such a single particle is in the Figure 4 sketched.

Die Figur 5 zeigt schematisch eine 3D-Ansicht einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung. Diese umfasst ein quaderförmiges Prozessbecken 1 mit zwei sich gegenüberliegenden Längsseiten 5 und zwei sich gegenüberliegenden Stirnseiten 6. An einer der Stirnseiten 6 sind zwei rohrförmige Strukturen 3 jeweils in Form eines Bypasses angeordnet. Innerhalb jeder rohrförmigen Struktur 3 ist eine bidirektionale Pumpe 2 (nicht gezeigt) angeordnet, wobei die Pumpen 2 eingerichtet sind, ihre Drehrichtungen jeweils nach vorbestimmten Zeitintervallen gleichzeitig zu ändern.The Figure 5 shows schematically a 3D view of a third embodiment of the surface treatment device according to the invention. This includes a cuboid process basin 1 with two opposing long sides 5 and two opposite end faces 6. On one of the end faces 6, two tubular structures 3 are each arranged in the form of a bypass. A bidirectional pump 2 (not shown) is arranged within each tubular structure 3 , the pumps 2 being set up to change their directions of rotation simultaneously after predetermined time intervals.

Die Figur 6 zeigt eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der zwei rohrförmige Strukturen 3 mit darin angeordneten bidirektionalen Pumpen 2 nicht als Bypässe, sondern innerhalb des Prozessbeckens 1 an sich gegenüberliegenden Stirnseiten 6 angeordnet sind. Die rohrförmigen Strukturen 3 sind dabei jeweils mit ihrer Längsachse an der jeweiligen Stirnseite 6 oder in einem geringen Abstand zu dieser angeordnet, wobei die beiden Enden jeder rohrförmigen Struktur 3 den jeweils anderen Enden der anderen rohrförmigen Struktur 3 zugewandt sind. Die in dem Prozessbecken 1 befindliche Prozessflüssigkeit 10 wird nach dem Passieren einer rohrförmigen Struktur 3 in Richtung der gegenüberliegenden Stirnseite 6 bewegt, wo sie bei Durchtritt durch die dort angeordnete rohrförmige Struktur 3 umgelenkt und in Richtung der anderen Stirnseite 6 zurückbewegt wird. Die in beiden rohrförmigen Strukturen 3 angeordneten bidirektionalen Pumpen 2 sind eingerichtet, gleichzeitig ihre Drehrichtung zu ändern und daraufhin Prozessflüssigkeit 10 in entgegengesetzter Richtung durch die rohrförmigen Strukturen 3 bzw. durch das Prozessbecken 1 zu bewegen.The Figure 6 shows a schematic view of a fourth embodiment of the device according to the invention, in which two tubular structures 3 with bidirectional pumps 2 arranged therein are not arranged as bypasses, but rather within the process basin 1 on opposite end faces 6 . The tubular structures 3 are each arranged with their longitudinal axis on the respective end face 6 or at a short distance from it, with the two ends of each tubular structure 3 facing the other ends of the other tubular structure 3 . After passing through a tubular structure 3 , the process liquid 10 located in the process basin 1 is moved towards the opposite end face 6 , where it is deflected as it passes through the tubular structure 3 arranged there and moved back towards the other end face 6 . The bidirectional pumps 2 arranged in both tubular structures 3 are set up to simultaneously change their direction of rotation and then move process liquid 10 in the opposite direction through the tubular structures 3 or through the process basin 1 .

Obwohl gemäß der Figur 6 zwei rohrförmige Strukturen 3 in einem Prozessbecken 1 angeordnet sind, kann in Abhängigkeit der Abmessungen des Prozessbeckens 1 auch nur eine rohrförmige Struktur 3 mit einer darin angeordneten bidirektionalen Pumpe 2 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausreichend sein. Eine solche Ausführungsform ist in der Figur 7 gezeigt, in der auch die optionalen beidseitig der bidirektionalen Pumpe 2 in der rohrförmigen Struktur 3 angeordneten Festkörperfilter 8 dargestellt sind.Die Figur 8 zeigt eine schematische Ansicht einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in der ein Prozessbecken 1 auf einer Stirnseite 6 einen Bypass bzw. eine rohrförmige Struktur 3 mit in dieser angeordneter bidirektionaler Pumpe 2 umfasst. An der gegenüberliegenden Stirnseite 6 weist die Vorrichtung zwei unidirektionale Pumpen 4 auf, die eine entgegengesetzte Drehrichtung aufweisen und von denen jeweils nur eine in Betrieb ist (angedeutet durch die gestrichelten bzw. durchgezogenen Linien). Diese unidirektionalen Pumpen 4 fungieren als Hilfspumpen, um die innerhalb der rohrförmigen Struktur 3 durch die bidirektionale Pumpe 2 erzeugte Strömung zu unterstützen bzw. zu verstärken. Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung eignet sich insbesondere für Prozessbecken 1, in denen aufgrund der Länge des Prozessbeckens 1 an der der rohrförmigen Struktur 3 gegenüberliegenden Seite eine weitere Pumpe erforderlich ist, um die durch die bidirektionale Pumpe 2 erzeugte Strömung zu verstärken, in denen jedoch außerhalb des Prozessbeckens 1 kein Platz für eine weitere rohrförmige Struktur 3 in Form eines zweiten Bypasses vorhanden ist, beispielsweise weil das Prozessbecken 1 mit dieser Stirnseite 6 an einer Wand steht.Although according to the Figure 6 two tubular structures 3 are arranged in a process basin 1 , depending on the dimensions of the process basin 1 , only one tubular structure 3 with a bidirectional pump 2 arranged therein may be sufficient to carry out the method according to the invention. Such an embodiment is in the Figure 7 shown, in which the optional solid-state filters 8 arranged on both sides of the bidirectional pump 2 in the tubular structure 3 are also shown Figure 8 shows a schematic view of a fifth embodiment of the device according to the invention, in which a process basin 1 comprises a bypass or a tubular structure 3 on an end face 6 with a bidirectional pump 2 arranged therein. On the opposite end face 6, the device has two unidirectional pumps 4 , which have an opposite direction of rotation and only one of which is in operation (indicated by the dashed or solid lines). These unidirectional pumps 4 function as auxiliary pumps to support or amplify the flow generated within the tubular structure 3 by the bidirectional pump 2 . This embodiment of the device according to the invention is particularly suitable for process basins 1 in which due to the length of the process basin 1 on the side opposite the tubular structure 3 , a further pump is required in order to increase the flow generated by the bidirectional pump 2 , but in which there is no space outside the process basin 1 for a further tubular structure 3 in the form of a second bypass, for example because the process basin 1 stands with this end face 6 against a wall.

Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass alle im Voranstehenden beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sich optimal zur Oberflächenbehandlung von Objekten eignen, da in allen Ausführungsformen durch die zumindest eine rohrförmige Struktur 3 mit der in dieser angeordneten bidirektionalen Pumpe 2 eine turbulente Strömung in dem Prozessbecken 1 erzeugt wird, die die in der Prozessflüssigkeit angeordneten Objekte 9 optimal umströmt, wobei durch regelmäßiges Ändern der Drehrichtung der Pumpe 2 auch die Bildung von Strömungsschatten vollständig vermieden wird. Anders als bei einer laminaren Strömung findet dabei ein Stoffaustausch zwischen den einzelnen Flüssigkeitsschichten statt, was sich vorteilhaft auf das Ergebnis der Oberflächenbehandlung auswirkt, indem insbesondere eine qualitativ bessere, insbesondere gleichmäßigere Oberflächenbehandlung bei vorzugsweise um bis zu 50 % verkürzter Behandlungsdauer im Vergleich zu einer statischen Vorbehandlung erreicht wird.In summary, it should be noted that all of the embodiments of the present invention described above are optimally suitable for the surface treatment of objects, since in all embodiments a turbulent flow is generated in the process basin 1 by the at least one tubular structure 3 with the bidirectional pump 2 arranged therein, which flows optimally around the objects 9 arranged in the process liquid, with the formation of flow shadows being completely avoided by regularly changing the direction of rotation of the pump 2 . In contrast to a laminar flow, a mass transfer takes place between the individual liquid layers, which has an advantageous effect on the result of the surface treatment, in particular a qualitatively better, in particular more uniform surface treatment with a treatment time that is preferably shortened by up to 50% compared to a static pretreatment is achieved.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Figuren sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the above description, in the figures and in the claims can be essential for the implementation of the invention in its various embodiments, both individually and in any combination.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

11
ProzessbeckenProcess basin
22
bidirektionale Pumpebidirectional pump
33
rohrförmige Strukturtubular structure
44
unidirektionale Pumpeunidirectional pump
55
Längsseite des ProzessbeckensLong side of the process basin
66
Stirnseite des ProzessbeckensFront side of the process basin
77
AbsperreinrichtungShut-off device
88th
FestkörperfilterSolid state filter
99
Objektobject
1010
ProzessflüssigkeitProcess fluid

Claims (14)

  1. Device for surface treatment of objects, comprising a process basin (1) and a pump (2), characterized in that a tubular structure (3) is arranged in or at the process basin (1), which tubular structure is curved over at least part of its length, wherein the two openings which are delimited by the two ends of the tubular structure (3) face in the same direction, and wherein the length of the tubular structure (3) from its one opening at one end to its other opening at the other end is at most twice as long as the direct distance between the two openings which are delimited by the two ends of the tubular structure (3), and wherein the pump (2) is arranged within the tubular structure (3), wherein the pump (2) is a bidirectional pump, which is arranged to be able to change its direction of rotation, and wherein the pump (2) which is arranged within the at least one tubular structure (3) has a power of < 1 kW.
  2. Device according to claim 1, characterized in that the process basin (1) has two opposing longitudinal sides (5) and two opposing front sides (6), the tubular structure (3) with the pump (2) arranged therein being arranged as a bypass at one front side (6).
  3. Device according to one of the claims 1 or 2, characterized in that it comprises two tubular structures (3), wherein a bidirectional pump (2) is arranged in each of the tubular structures (3), and wherein the tubular structures (3) are each arranged as a bypass at the same front side (6) or at opposing front sides (6).
  4. Device according to claim 1, characterized in that the tubular structure (3) is arranged within the process basin (1) at or in the immediate vicinity of a front side (6), the openings delimited by the two ends of the tubular structure (3) facing in the direction of the opposite front side (6).
  5. Device according to claim 4, characterized by two tubular structures (3) arranged within the process basin (1) at or in close proximity to a front side (6), wherein the tubular structures (3) are arranged at or in close proximity to the same front side (6) or at or in close proximity to mutually opposing front sides (6), wherein a bidirectional pump (2) is arranged in each of the tubular structures (3), and wherein the openings delimited by the two ends of each tubular structure (3) each face in the direction of the opposite front side (6).
  6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one tubular structure (3) with the bidirectional pump (2) arranged therein is arranged at one front side (6) in or at the process basin (1), wherein at least two unidirectional pumps (4) spaced apart from one another are arranged at the opposite front side (6) of the process basin (1).
  7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises one or more of the following elements:
    - a shut-off device (7) for the pump (2);
    - at least one filter (8) for solids arranged within the tubular structure (3) or at its ends:
    - an overflow gutter.
  8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pump (2) which is arranged within the at least one tubular structure (3) is an acid and/or heat resistant pump having a heat resistance up to 65 °C.
  9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pump (2) which is arranged within the at least one tubular structure (3) has a variable conveying range between 10 and 180,000 L/h.
  10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pump (2) which is arranged within the at least one tubular structure (3) has an electronic control.
  11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the pump (2) which is arranged within the at least one tubular structure (3) is selected from the group comprising propeller pumps, centrifugal pumps, rotary pumps, rotary piston pumps, flap pumps, gear pumps, eccentric screw pumps, peristaltic pumps and pneumatic diaphragm pumps.
  12. Process for surface treatment of objects, comprising the steps of:
    - Providing a device according to one of the preceding claims;
    - Placing an object (9) inside the process basin (1) filled with process liquid (10);
    - Allowing process liquid (10) to flow around and/or through the object (9), the pump (2) conveying the process liquid (10) inside the tubular structure (3) in one direction.
  13. Process according to claim 12, characterized in that the object (9) is flowed around by the process liquid (10) for a time period t and subsequently the direction of rotation of the pump (2) is changed so that the process liquid (10) inside the tubular structure (3) is conveyed in the opposite direction.
  14. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the process liquid (10) surrounding the object (9) moves in a turbulent flow profile.
EP21168208.3A 2020-04-16 2021-04-13 Method and device for surface treatment of objects Active EP3896196B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020110462 2020-04-16

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP3896196A1 EP3896196A1 (en) 2021-10-20
EP3896196B1 true EP3896196B1 (en) 2023-10-04
EP3896196C0 EP3896196C0 (en) 2023-10-04

Family

ID=75529788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21168208.3A Active EP3896196B1 (en) 2020-04-16 2021-04-13 Method and device for surface treatment of objects

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP3896196B1 (en)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9508279D0 (en) * 1995-04-24 1995-06-14 Dawson Lawrence R Method and apparatus for cleaning hollow elements
DE102009034007A1 (en) 2009-07-21 2011-01-27 Dürr Systems GmbH Coating plant and method for coating a workpiece
DE102012103906B4 (en) * 2012-05-03 2018-05-17 Obotec GmbH & Co. KG Holding device for cleaning tubular hollow bodies
DE102015014322A1 (en) * 2015-11-05 2017-05-11 Retomax Ag Treatment device for pickling and phosphating of metal parts and treatment method and treatment plant for galvanizing the metal parts
DE102017126645A1 (en) 2017-11-13 2019-05-16 Feuerverzinkung Hannover Gmbh & Co. Kg Method and device for surface treatment

Also Published As

Publication number Publication date
EP3896196C0 (en) 2023-10-04
EP3896196A1 (en) 2021-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2766653B1 (en) Method for coating pipes
EP3483304B1 (en) Method and device for surface treatment
EP3896196B1 (en) Method and device for surface treatment of objects
EP3498382A1 (en) Immersion system and method for handling objects
WO2009000675A2 (en) Method for coating the inner walls of pipes, and device suitable therefor
EP2145981B1 (en) Device and method for spraying pickling and/or washing liquid onto a metallic band
EP0369483B1 (en) Installation for powder-coating long objects
DE202020105481U1 (en) Device for the surface treatment of objects
DE102018123044A1 (en) Method and device for treating at least one object in an immersion bath and motor vehicle
DE102015013183A1 (en) Apparatus and method for treating workpieces
DE60318109T2 (en) DEVICE FOR TREATING THE INTERIOR SURFACE OF METAL TUBE
EP1415725B1 (en) Treatment plant, in particular for dip coating of objects
DE2548414A1 (en) Electrophoretic coating of objects - involving spraying the coating onto the object which is rotating
DE102018203988A1 (en) Tool head for local wet-chemical surface treatment and device for local wet-chemical treatment, in particular anodization
DE19628906C1 (en) Anode cell for electrophoretic coating bath
DE3444910C2 (en)
EP0821081B1 (en) Anodic cell with circular section shaped anode cross section for baths for the electrophoretic coating of metals
DE1269594B (en) Device for removing water-insoluble substances from air
DE2906548C2 (en) Device for electrophoretic coating of the inner surface of a workpiece
EP1388596A2 (en) Installation for the cataphoretic painting of objects
DE10210943B4 (en) Plant for treating objects
DE4302532C2 (en) Plant for the pretreatment of metallic parts
DE4333932A1 (en) Installation for treating workpieces by means of liquids
DE1546111C3 (en) Device for shielding treatment rooms by means of liquid curtains
DE10037368B4 (en) Plunge pool and method of treating the surface of pipes

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

B565 Issuance of search results under rule 164(2) epc

Effective date: 20210826

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220419

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B08B 3/10 20060101ALI20230424BHEP

Ipc: F04B 15/04 20060101ALI20230424BHEP

Ipc: C23G 3/00 20060101ALI20230424BHEP

Ipc: B08B 3/04 20060101ALI20230424BHEP

Ipc: B05C 3/04 20060101ALI20230424BHEP

Ipc: C23G 1/00 20060101AFI20230424BHEP

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20230512

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502021001606

Country of ref document: DE

U01 Request for unitary effect filed

Effective date: 20231004

U07 Unitary effect registered

Designated state(s): AT BE BG DE DK EE FI FR IT LT LU LV MT NL PT SE SI

Effective date: 20231110

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240105

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20240204