DE3604938A1 - Lift/jet system for the surface treatment of workpieces - Google Patents

Lift/jet system for the surface treatment of workpieces

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning 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
    • B08B3/102—Cleaning 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
    • B08B3/104—Cleaning 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 using propellers

Abstract

Surface treatment of workpieces is carried out in a spray process using high pressure systems and in an immersion process, for which purpose lifting devices and additionally conveying times are required. A reduction of the system and operating costs is achieved by means of the lift/jet system. The workpiece treatment is carried out in the liquid region lifted turbulently - preferably by means of a single turbine. When the turbine is switched off, the liquid region falls automatically and the workpieces can be drained off and dried. Using the turbine jet, additional functions can be performed such as the separation of workpieces adhered together, movement of small workpieces, but also the mixing and circulation of liquid, pulverulent and granular additives or air into the liquid. The turbine finally also carries out the movement of the liquid, or part thereof, necessary for separating out contaminants. The turbine produces high flow rates at the bath heaters. It especially reduces the heating time or reduces the connected load of the heaters compared with known processes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken mit Flüssigkeiten und anschließender Trocknung. Je nach Größe und Stückzahl erfolgt die Reinigung, chemische Be­ handlung oder Beschichtung chargenweise, kontinuierlich im Takt oder kontinuierlich im Durchlauf. Das Werkstück durchläuft dabei eine, zwei oder mehrere Stufen mit gleicher oder unterschiedlicher Flüssigkeitsbehandlung und Trocknung.The invention relates to a system for surface treatment of Workpieces with liquids and subsequent drying. Depending on the size and number of pieces, cleaning, chemical loading action or coating in batches, continuously in cycle or continuously in the run. The workpiece runs through it one, two or more levels with the same or different Liquid treatment and drying.

Zur Oberflächenbehandlung sind Spritz- und Tauchverfahren bekannt.Spraying and dipping processes are known for surface treatment.

  • a) Spritzverfahren Die im Sammelbehälter befindliche Flüssigkeit wird mittels Hoch­ druckpumpe in ein Spritzdüsensystem gefördert. Die Werkstücke wer­ den an den Düsen vorbeigeführt und umgekehrt.a) Spray process The liquid in the collection container is raised by means of high pressure pump conveyed into a spray nozzle system. The workpieces the past the nozzles and vice versa.
  • b) Tauchverfahren Die Werkstücke werden in ein Tauchbad gesenkt. Mitunter wird die Flüssigkeit bewegt oder es erfolgt die Bewegung der Werkstücke.b) immersion process The workpieces are lowered into an immersion bath. Sometimes the Liquid is moving or the workpieces are moving.

Das Spritzverfahren erfordert durch Verdichten der Flüssigkeit zur Überwindung der Widerstände in Rohrleitung und Düsen und zur Erzeugung des Aufpralldruckes auf dem Werkstück hohen Energieaufwand. Wird mit höherer Flüssigkeitstemperatur, wie z.B. beim Reinigen, gearbeitet, entsteht durch das Verdüsen starke Dampfentwicklung. Durch den Dampfabzug entstehen Energieverluste. Die Abdichtung der Spritzräume ist aufwendig und erfordern beim Durchlaufverfahren mit zwei oder mehreren Behandlungsstufen größere Baulängen, um Ver­ schleppungen gering zu halten.The spraying process requires by compressing the liquid to overcome the resistances in piping and nozzles and Generation of the impact pressure on the workpiece high energy expenditure. Is used with a higher liquid temperature, e.g. when cleaning, worked, strong vapors are generated by atomizing. The steam extraction causes energy losses. Sealing the Spray rooms are complex and require the continuous process two or more treatment stages longer lengths in order to Ver to keep dragging low.

Ein Zusatz von körnigem Material, z.B. zur Verbesserung der Reini­ gungswirkung, bedeutet hohen Verschleiß, Verstopfungsgefahr und Ab­ lagerungen. Damit der Spritzstrahl alle Werkstückseiten erreicht, benutzt man spezielle Zusatzeinrichtungen zur Bewegung des Düsen­ systems oder der Werkstücke, wozu Energie benötigt wird.An addition of granular material, e.g. to improve the Reini effect, means high wear, risk of clogging and deterioration storage. So that the spray jet reaches all workpiece sides, use special accessories to move the nozzle systems or workpieces for which energy is required.

Das Tauchverfahren erfordert ein Absenken und Heben der Werkstücke in das Bad. Dies ist nur mit teuren Einrichtungen, Energieaufwand und Verlustzeiten zu erreichen. Werden die Werkstücke nach der Be­ handlung aus dem Bad herausgehoben, so müssen sie schwimmende Schmutzstoffe passieren. Eine kontinuierliche Abscheidung der Schmutzstoffe, zu denen auch Sink- und Schwebstoffe gehören, erfordert zusätzliche Geräte mit Antrieb. Auch die vorteilhafte Bewegung der Flüssigkeit im Bad oder die Bewegung der Werkstücke bedeutet zusätzliche Ausrüstungen. Dies ist besonders bei zusammen­ haftenden Werkstücken und Kleinteilen (Schüttgut) geboten.The immersion process requires lowering and lifting the workpieces in the bathroom. This is only with expensive facilities, energy expenditure and achieve lost times. If the workpieces after loading action lifted out of the bathroom so they must be floating Pollutants happen. A continuous separation of the Pollutants, including sinking and suspended solids,  requires additional devices with drive. Even the beneficial one Movement of the liquid in the bath or the movement of the workpieces means additional equipment. This is especially true when together adhering workpieces and small parts (bulk goods).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, vorgenannte Nachteile des Spritz- und Tauchverfahrens zu vermeiden.The invention has for its object the aforementioned disadvantages of Avoid spraying and dipping processes.

Die Lösung wird durch das Hubstrahlverfahren für die Oberflächenbe­ handlung mit Flüssigkeiten in einem unter Turbulenz angehobenen Flüssigkeitsbereich erreicht. In diesem Bereich befinden sich die zu behandelnden Werkstücke. Der erforderliche Hubstrahl und die Umwäl­ zung der Flüssigkeit erfolgt durch einen, zwei oder mehrere Turbinen­ flügel mit Welle und Antrieb. Werden diese abgeschaltet, fällt der angehobene Flüssigkeitsbereich sofort zusammen. Der rasche Rückstrom kann durch die Öffnungen der Turbine(n) erfolgen.The solution is the stroke blasting process for the surface dealing with liquids in a turbulent raised Liquid area reached. In this area are the to treating workpieces. The required jet and the circulation The liquid is drawn by one, two or more turbines wing with shaft and drive. If these are switched off, the raised liquid area immediately together. The rapid return flow can take place through the openings of the turbine (s).

Die behandelnden Werkstücke gelangen somit ohne zusätzlichen Arbeits­ gang aus der Flüssigkeitszone und können abtropfen und trocknen. Die Oberflächenbehandlungen der Werkstücke können - wie bekannt - durch unterschiedliche Zusammensetzungen der Flüssigkeiten, deren Einwirkzeiten, deren Betriebstemperaturen und deren Relativbewe­ gungen zu den Werkstücken und hintereinandergeschalteten Reinigungs­ stufen beeinflußt werden.The workpieces to be treated thus arrive without additional work out of the liquid zone and can drip and dry. As is known, the surface treatments of the workpieces can by different compositions of the liquids whose Exposure times, their operating temperatures and their relative movements to the workpieces and cleaning connected in series levels are influenced.

Beim Hubstrahlverfahren gibt es noch nachstehende weitere Möglich­ keiten:The following are other options for the jet spray method keiten:

  • a) Veränderung der Turbulenz durch Größe und Form des Turbinen­ flügels, der Ümwälzleistung und der Drehzahl des Antriebes.a) Change in turbulence due to the size and shape of the turbine wing, the Umwälzleistung and the speed of the drive.
  • b) Veränderung der Strahlrichtung durch feste oder verstellbare Ablenk- und Verteilkonstruktionen, die unter, neben oder über den Werkstücken angeordnet werden können.b) Changing the beam direction by fixed or adjustable Deflection and distribution structures that are under, next to or above the Workpieces can be arranged.
  • c) Veränderung der Strahlrichtung durch kontinuierlich bewegte Konstruktionen, wie z.B. durch ein Flügelrad, das durch einen Teil­ strahl angetrieben wird.c) Changing the beam direction by continuously moving Constructions such as through an impeller passing through a part beam is driven.
  • d) Zusätzliche Strahlungsrichtungen durch Turbine(n) mit Eigenantrieb, die sich auch im angehobenen Flüssigkeitsbereich befinden können. Damit ist es möglich, Werkstücke allseitig einem intensiven Strahl auszusetzen.d) Additional radiation directions from self-propelled turbine (s), which can also be in the raised liquid area. This makes it possible for workpieces to have an intense beam on all sides to suspend.
  • e) Strahlungsänderung durch Umschalten der Drehrichtung des Tur­ binenflügels und damit der Umwälzrichtung.e) radiation change by switching the direction of rotation of the door leg wing and thus the direction of circulation.
  • f) Turbulenzerhöhung durch dosiertes Ansaugen von Luft mittels Turbine. f) Increase in turbulence by metered suction of air by means of Turbine.  
  • g) Zugabe und Umwälzen von körnigem Material, wie es z.B. beim Reinigen von Rückständen nach dem Härten angezeigt ist. Es besteht keine Verstopfungs- oder Ablagerungsgefahr. Der Verschleiß bleibt auf den leicht auszuwechselnden Turbinenflügeln begrenzt.g) adding and circulating granular material, e.g. at the Cleaning residues after curing is indicated. It exists no risk of blockage or deposition. The wear remains limited to the easily replaceable turbine blades.
  • h) Lösen von Feststoffen mittels Strahlturbine, z.B. Salze in Flüssigkeiten.h) Solving solids using a jet turbine, e.g. Salts in Liquids.
  • i) Trennen von zusammenhaftenden Werkstücken durch die Turbinen­ strahlwirkung.i) Separation of workpieces stuck together by the turbines radiation effect.
  • j) Bewegung von Kleinteilen durch die Strahlwirkung.j) Movement of small parts due to the blasting effect.
  • k) Abscheiden von Schmutzstoffen im Fallstrom (Rückführung der Flüssigkeit).k) separation of contaminants in the downflow (recycling of the Liquid).
Vorteile:Advantages:

Die Vorteile des Hubstromverfahrens bestehen gegenüber dem Spritz­ verfahren darin, daß keine teuren aus CrNi-Stahl gefertigten Hoch­ druckpumpen, Armaturen, Rohrleitungs- und Düsenstränge nötig werden. Der Energieaufwand ist geringer. Es entsteht weniger Dampfentwick­ lung bei Arbeiten mit höheren Temperaturen und es entfallt die Ab­ leitung des Dampfes.The advantages of the stroke current method are compared to the spray process in that no expensive high made of stainless steel pressure pumps, fittings, piping and nozzle strings are necessary. The energy consumption is lower. There is less steam development when working at higher temperatures and there is no need for waste conduction of the steam.

Die Vorteile gegenüber dem Tauchverfahren werden darin gesehen, daß die Werkstücke nicht in das Bad abgesenkt und nach der Behandlung angehoben werden müssen. Sie können sofort abtropfen und trocknen. Aufwendige Hubeinrichtungen entfallen, desgleichen Transportzeiten. Die Turbine übernimmt auch gleichzeitig die vorteilhafte Relativ­ bewegung zwischen Werkstück und Flüssigkeit. Die Werkstücke müssen nicht durch die mit Schwimmstoffen verunreinigte Badoberfläche ge­ hoben werden. Ein zusätzliches Förderorgan zur Filterung der Flüssig­ keit entfällt.The advantages over the immersion process are seen in the fact that the workpieces are not lowered into the bathroom and after treatment need to be raised. They can drain and dry immediately. Elaborate lifting devices are eliminated, as are transport times. The turbine also takes over the advantageous relative at the same time movement between workpiece and liquid. The workpieces must not due to the bath surface contaminated with floating substances be lifted. An additional conveyor for filtering the liquid no longer required.

Die Vorteile gegenüber beiden Verfahren bestehen in der erweiterten Anwendungsmöglichkeit des Hubstrahlverfahrens für körnige Zusätze. Außerdem können ohne kostspielige Zusatzeinrichtungen zusammenhaf­ tende Werkstücke durch die Strahlwirkung getrennt werden. Dies gilt analog auch für die gewünschte Bewegung kleiner Werkstücke. Die Turbine kann auch Zusatzstoffe ohne zusätzliche Einrichtung in die Flüssigkeit einrühren und lösen.The advantages over both methods are the extended ones Possibility of using the jet jet method for granular additives. In addition, you can get together without expensive additional equipment workpieces are separated by the blasting effect. this applies similarly for the desired movement of small workpieces. The Turbine can also contain additives without additional equipment in the Stir in liquid and dissolve.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen veran­ schaulicht.In the drawing, the invention is based on exemplary embodiments clear.

Fig. 1 zeigt im Schnittbild eine einstufige Hubstromanlage im Be­ triebszustand. Der trogförmige Flüssigkeitsbehälter 1 hat eine Trennwand 2, in welcher die Turbine 3 eingebaut ist. Diese hebt unter starker Turbulenz die Flüssigkeit in den Kammerteil 4 an und bestrahlt die hier befindlichen Werkstücke 5. Über die Schwelle 6 strömt die Flüssigkeit durch den Filter 7 in den Kammerteil 8 zurück und wird wieder von der Turbine 3 angesaugt. Anstelle des Filters 7 können sich auch Werkstücke 5 zur Behandlung befinden. Fig. 1 shows a sectional view of a single-stage lifting current system in the operating state. The trough-shaped liquid container 1 has a partition 2 , in which the turbine 3 is installed. Under high turbulence, this lifts the liquid into the chamber part 4 and irradiates the workpieces 5 located here. Via the threshold 6 , the liquid flows back through the filter 7 into the chamber part 8 and is sucked in again by the turbine 3 . Instead of the filter 7 there can also be workpieces 5 for treatment.

Fig. 2 zeigt die unter Fig. 1 dargestellte Anlage bei abgestellter Turbine. Die Flüssigkeitsspiegel in den Kammerteilen 4 und 8 sind ausgeglichen. Dieser Ausgleich kann durch die Öffnungen der Tur­ binenflügel 3 erfolgen. Die Werkstücke 5 sind von der Flüssigkeit freigegeben und können abtropfen und trocknen. Fig. 2 shows the system shown in Fig. 1 with the turbine turned off. The liquid levels in the chamber parts 4 and 8 are balanced. This compensation can take place through the openings of the door wing wing 3 . The workpieces 5 are released from the liquid and can drip and dry.

Fig. 3 zeigt die unter Fig. 1 dargestellte Anlage, jedoch mit einem Flügelrad 10, das den Strahl teilweise ablenkt und sich dabei dreht und unterschiedliche Anstrahlwinkel zu dem Werkstück 5 erzeugt. Nach Bedarf kann diese Ablenkeinrichtung auch oberhalb der Werkstücke angeordnet werden. Fig. 3 shows the system shown in Fig. 1, but with an impeller 10 , which partially deflects the beam and rotates and generates different angles of incidence to the workpiece 5 . If necessary, this deflection device can also be arranged above the workpieces.

Fig. 4 zeigt das Schnittbild einer Anlagenkammer. Die Hauptturbine 3 trägt hier einen zweiten Turbinenflügel 11 zur Verbesserung der Strahlwirkung. Mittels Hilfsturbine 12 werden die im angehobenen Flüssigkeitsbereich befindlichen Werkstücke 5 zusätzlich bestrahlt. Fig. 5 zeigt das Schnittbild einer Anlage mit drei Teilkammern. Die Werkstücke 5 befinden sich im angehobenen Flüssigkeitsbereich der mittleren Teilkammer 12 auf einem Transportgitterband 15. Während in den Teilkammern 13 und 14 die Turbinenflügel 16 für die Bestrahlung der Werkstücke besonders von unten sorgen, werden die auf gleicher Welle befindlichen Turbinenflügel 17 für die Strahlung von oben bei entgegengesetzter Drehrichtung eingesetzt, d.h., die Motore werden hierzu umgepolt. Fig. 4 shows the sectional view of a system chamber. The main turbine 3 carries a second turbine blade 11 to improve the blasting effect. The workpieces 5 located in the raised liquid area are additionally irradiated by means of auxiliary turbine 12 . Fig. 5 shows the sectional view of a system with three subchambers. The workpieces 5 are located in the raised liquid area of the central subchamber 12 on a conveyor belt 15 . While in the subchambers 13 and 14 the turbine blades 16 ensure the irradiation of the workpieces, particularly from below, the turbine blades 17 located on the same shaft are used for the radiation from above in the opposite direction of rotation, ie the motors are reversed for this purpose.

Fig. 6 zeigt den Grundriß einer dreistufigen Reinigungsanlage; vergl. hierzu Schnittbild Fig. 4. Die Werkstücke 5 werden schub­ weise oder kontinuierlich in Pfeilrichtung durch diese Kammern transportiert. In der Kammer 18 erfolgt die Stufe Hauptwäsche, in der Kammer 19 die Stufe erste Nachstrahlung und in der Kammer 20 die Stufe zweite Nachstrahlung. Fig. 6 shows the floor plan of a three-stage cleaning system; see the sectional view in FIG. 4. The workpieces 5 are transported in batches or continuously in the direction of the arrow through these chambers. The main wash stage takes place in the chamber 18 , the first after-radiation stage in the chamber 19 and the second after-radiation stage in the chamber 20 .

Claims (9)

1. Hubstrahlanlage zur Oberflächenbehandlung von Werkstücken mit Flüssigkeiten und anschließender Trocknung, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsspiegel des Bades oder ein Teil desselben mit einem, zwei oder mehreren Turbinenflügel(n) innerhalb des Behälters unter Turbulenz angehoben und im Kreislauf geführt wird und die im angehobenen Flüssigkeitsbereich befindlichen Werkstücke bestrahlt werden und beim Abschalten der Turbine(n) durch Senken des Flüssig­ keitsspiegels abtropfen und trocknen.1. Jet blasting system for the surface treatment of workpieces with liquids and subsequent drying, characterized in that the liquid level of the bath or a part thereof with one, two or more turbine blades (s) is raised within the container under turbulence and circulated and which in the raised Workpieces located in the liquid area are irradiated and drip and dry when the turbine (s) are switched off by lowering the liquid level. 2. Hubstrahlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Änderung der Umwälzrichtung der Flüssigkeit die Werkstücke abwechselnd entgegengesetzt bestrahlt werden.2. Jet blasting system according to claim 1, characterized in that the workpieces by changing the direction of circulation of the liquid alternately irradiated in opposite directions. 3. Hubstrahlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahl durch Drehzahlregelung des Antriebes der Behandlung ange­ paßt wird.3. Jet blasting system according to claim 1, characterized in that the jet is controlled by speed control of the treatment drive fits. 4. Hubstrahlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Turbinenstrahl oder ein Teil davon durch feststehende oder beweg­ liche Einbauten verteilt bzw. abgelenkt wird und falls nötig alle Werkstückflächen erreicht.4. Jet jet system according to claim 1, characterized in that the Turbine jet or part of it by fixed or moving is installed or distracted and all if necessary Workpiece surfaces reached. 5. Hubstrahlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem, zwei oder mehreren zusätzlichen Turbinenflügel(n) mit eigenem Antrieb, die sich auch im angehobenen Flüssigkeitsbereich befinden können, die Werkstücke bestrahlt werden, und zwar die Flächen, die dem Hauptstrahl unzureichend ausgesetzt sind.5. Jet blasting system according to claim 1, characterized in that with one, two or more additional turbine blades own drive, which is also in the raised liquid area can be located, the workpieces are irradiated, namely Areas that are insufficiently exposed to the main beam. 6. Hubstrahlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit oder ein Teil derselben zur Entfernung von Fremd­ stoffen über einen Abscheider geleitet wird, bevor sie wieder vom Turbinenflügel erfaßt wird.6. Jet blasting system according to claim 1, characterized in that the liquid or a part thereof to remove foreign matter is passed through a separator before it is removed from the Turbine wing is detected. 7. Hubstrahlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeit pulvrige und körnige Zusätze beigegeben und mit im Kreislauf geführt werden.7. Jet blasting system according to claim 1, characterized in that powdery and granular additives are added to the liquid and with be circulated. 8. Hubstrahlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeit angesaugte Luft kontinuierlich oder stoßweise beigegeben wird.8. Jet blasting system according to claim 1, characterized in that air sucked in the liquid continuously or intermittently is added. 9. Hubstrahlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Kammern - evtl. mit unterschiedlicher Strahlung - hintereinander angeordnet werden und die Werkstücke im Takt oder im kontinuierlichen Durchlauf mit gleichen oder unterschiedlichen Flüssigkeiten in zwei oder mehreren Stufen behandelt werden.9. Jet blasting system according to claim 1, characterized in that two or more chambers - possibly with different radiation - can be arranged one behind the other and the workpieces in time or in a continuous cycle with the same or different Liquids are treated in two or more stages.
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