CZ344492A3

CZ344492A3 - Process of cleaning workpieces and apparatus for making the same

Info

Publication number: CZ344492A3
Application number: CS923444A
Authority: CZ
Inventors: Werner Comanns; Wilhelm Neubauer
Original assignee: Aichelin Gmbh
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1992-11-20
Publication date: 1993-09-15
Also published as: JPH0661968U; US5268035A; BR9204611A; KR930010231A; HU9203642D0; DE4138432C1; HUT62828A; EP0543318A1; JPH0623332A; CN1072738A

Description

Způsob a zařízení uvedeného druhu jsou známé z DE-Z' HTM, 45 (1990), Heft (sešit) 5, strana 273,

Způsoby a zařízení ke zpracování obrobků kapalinou, dále označovaného jako pranízejména čištění a/nebo oplachování kovových obrobků, se většinou používají u sdružených, zařízení na. tepelné zpracování. Těmito zařízeními se. myslí například vakuová zařízeni na tepelné zpracování, protlačovací zařízení, zařízení, s válečkovou nístějí, svislé retortová zařízení nebo pecní vícekomorové zařízení, v nichž, se. provádí lesklé tepelné zpracování, různá žíhání a kalení, jakož i difu2ní procesy, jako nitrování, nitrocementování a nauhličování.

4:· * \ ’' U známých zařízení a způsobů popsaného druhu se přitom

*. používají lázně, které se volí výlučně z hlediska své účinnosti, přičemž v dřívějších dobách byly brány v úvahu otázky využití surovin a zejména vhodnost z ekologického hlediska v daleko menší míře. 2 tohoto důvodu se proto dříve k 'čištění kovových obrobků používaly chlorované uhlovodíky (CKW), například tetrachlorethen (Per) nebo trichlorethen * (Tri), které sice jsou ideálními čisticími prostředky, zejména pro odstraňování tuků a pigmentových nečistot, avšak jejich negativní účinek na životní prostředí byl zjištěn teprve později a později rovněž . zohledňován ..

Z hlediska ochrany životního prostředí vstoupily v mnoha zemích v platnost zatím předpisy, které, mají za cíl použití chlorovaných uhlovodíků (CKW), zejména tetrachlorethenu a trichlorethenu, jakož i použití halogenových uhlovodíků (HKW), drasticky omezit, popřípadě, zcela zakázat..

Trichlorethen. (Tri) mezitím upadl do podezření, že způsobuje rakovinu,, takže tento čisticí, prostředek byl v Evropě prakticky stažen z oběhu..

V různých státech na zemi vzniklo mezitím silné zákonodárství podporující ochranu životního prostředí. Ve Spolkové republice Německo bylo například druhým Spolkovým věstníkem o ochraně před emisemi stanoveno, že fluorchlorované uhlovodíky (FCKW), které byly doposud používány jako chladicí prostředky a 1,1,1-trichlorethan, který byl doposud používán jako čisticí prostředek, již. nebudou moci být po krátké ochranné lhůtě vůbec používány.

Do Clean Air. Acť*, byl ve Spojených státech amerických dne 27.10.1990 vložen doplněk, který byl. uveden v platnost podpisem prezidentem Bushem dne 15.11.1990. Tento doplněk, zákona představuje enormní zostření spolkového zákonodárství, v USA z roku 1977. Pod částí. III uvedeného doplňku jsou vyjmenována určitá průmyslová odvětví, která mají být vedena s rozdílnou prioritou. Odstraňování tuku a čištění kovů je přitom udáno jako priorita č.l. V této souvislosti jsou výslovně uvedeny chlorované uhlovodíky (CKW), zejména i trichlorethylen. Změna zákona přitom předpokládá drastické omezení výroby a prodeje těchto látek, a sice například ze •základního množství výroby (100 %) v roce 1989 na 15 % v roce 1997. Porušení předpisů znamená podle zákonných změn citelné pokuty.

Na druhé straně ' se však při tepelném zpracování kovových obrobků poukazuje na bezvadné vyčištění obrobku před tepelným zpracováním nebo jiným povrchovým zpracováním, zejména potom, když byly před tím podrobeny jinému, druhu opracování, například, tváření nebo třískovému obrábění.

Druhy znečištění kovových obrobků, vzniklé při těchto zpracováních, jsou různé. Těmito nečistotami mohu být. například, látky sloužící pro chlazení a mazání, tuky,, lapovací pasty a pigmenty nebo kalicí oleje, prášky a kovové třísky. Jestli. mají být takové obrobky podrobeny následujícímu povrchovému zpracování, je nevyhnutelné tyto nečistoty z povrchu .obrobků odstranit. Znečištěnépovrchy totiž ovlivňují, výsledek tepelného- zpracování, například při nitrování, nitrocementování nebo nauhličování, podstatně. Při uvedených vytvrzovacich postupech (difuzních postupech) totiž vnikají z vnější strany obrobku látky, jako například dusík a/nebo uhlík difuzními postupy do vnějších vrstev kovového obrobku. Jestliže je nyní povrch na určitých místech znečištěn, nedochází bud vůbec nebo jen zpomalené nebo s časovým zpožděním v uvedených místech k difuzním postupům zvenčí, například při nitrocementování v plynu. Výsledkem toho je, že povrchy obrobků nacházející se v oblasti nečistot jsou bud částečné vytvrzeny nebo vůbec nevytvrzeny.

Při vakuovém tepelném zpracování, lesklém žíhání, vytváření povlaků a podobně je však čistý povrch naprosto nezbytný.

Vzhledem k uvedeným problémům se vyvíjí již dlouhou dobu značné úsilí, aby se jednak vytvořily čisticí roztoky na bázi vhodné z hlediska okolního prostředí, například na

- 4 bázi vody, které jsou pro osoby přicházející s těmito roztoky do styku nezávadné, které však na druhé straně mají dobré čisticí výsledky.

Takové vodou rozpustné čisticí, prostředky, například povrchově aktivní látky s vysokou prací aktivitou, však mají oproti chlorovaným, uhlovodíkům (CKW) zmenšenou, možnost rozpouštění tuků, přičemž proces čištění musí být podporován relativním pohybem, a tyto prostředky musí být používány ve velmi vysokých koncentracích, takže čištění musí být podporováno relativním pohybem mezi čištěným obrobkem a čisticí, kapalinou.

U. známých zařízení k čištění kovových obrobků je dosaženo relativního pohybu mezi obrobkem a čisticí, kapalinou tím, že obrobky jsou ostříkávány pomocí výkyvných ramen, a sice- při vysoké výstupní, rychlosti pracovní kapaliny. Tímto způsobem se obrobky pracovní, kapalinou ostříkávají a- čisticí efekt je vytvořen kombinací mechanického uvolňování částic nečistot a chemického účinku. Nevýhodně působí emulgování tuků a. olejů,, způsobené, vysokými výstupními rychlostmi, na stav lázně.

Přitom se zjistilo, že komplikované tvarované obrobky, například klikové hřídele nebo tlaková tělesa s úložnými místy, vyžadují nákladná mechanická zařízeni, jako kloubově výkyvná stříkací ramena., pro umožnění vyčištěni veškerých povrchů. Dále je pomoci známých způsobů obtížné čistit sypký materiál nebo naskládané dávky, protože pomocí, několikrát výkyvných stříkacích ramen je velmi obtížné zajistit dosažení vnitřního prostoru nebo jádra naskládané dávky uložených obrobků ze všech, stran. To spočívá v tom, že obrobky uspořádané prostorově kolem dalšího obrobku tento obrobek zastiňují, takže čisticí kapalina, i když je stříkána pod vysokým tlakem, nemůže proniknout.na všechny povrchy.

Dále jsou, známá- zařízení, u . nichž je- celá dávka,, popřípadě veškerý nasypaný materiál ponořen do lázně a pomocí čerpadel, vrtulí, cirkulačních zařízení, zařízení s tryskami, nebo zvedáním a. klesáním celé dávky se vytváří relativní pohyb mezi obrobky a kapalinou.

Přes tyto značné technické náklady bylo zjištěno, že v dávce nenastává, žádné proudění, nýbrž že nanejvýš dochází k nepatrným pohybům množství kapaliny, respektive sloupce kapaliny V dávce sem a tam, a že pohybující se kapalina v podstatě proudí kolem vnějšího obrysu celé dávky.

Dále. bylo zjištěno, že při. použití vodových čisticích roztoků s. látkami s velkou, prací aktivitou, které: obsahuji mnoho iontových komponent, zůstává .i po mnoha oplachováních na povrchu ' obrobků určitý druh. filmu mazadla, který se odvozuje: ze silného iontového střídavého působení mezi látkami s prací aktivitou a kovovými povrchy. Tento, film mazadla například, značné nepříznivé ovlivňuje při pozdějším nitrováním v plynu difúzi. To může konečné vést k tomu, že látky čisticího prostředku, které předtím odstranily existující nečistoty, nyní samy poškozují povrchy obrobků.

Dalším problémem, který obrobků., je sušení obrobků oplachování.

vzniká při čistění kovových po vyčištění a popřípadě

V dosavadních zařízeních byly kovové výrobky z. lázně nebo stříkacího zařízení vyjímány a potom pomocí ohřátého okolního vzduchu odpařováním za pomoci vlastního tepla součástí nebo i ofukováním nebo pomocí okolního ohřátého vzduchu sušeny.

Toto opatření však mělo tu nevýhodu, že obrobky byly po určitou dobu vystaveny atmosféře. Úplné vysušení, především u těsně balených dávek, u obrobků s tak zvanými nabéracími plochami, jako například se slepými dírami, konkávními místy a podobně, vsak nebylo přitom zcela zaručeno.

To již po velmi krátké době vedlo k změnám na. površích obrobků, protože čerstvě vyprané a opláchnuté kovové obrobky jsou na svém povrchu, vysoce aktivní, takže již po krátké dobé byly zjištěné skvrny koroze. Když navíc byly použity čisticí nebo oplachovací kapaliny, obsahující ještě rozpuštěné soli, vytvářely se při. sušení, na površích obrobků solné skvrny. Rovněž to vedlo při, následujícím difuzním tepelném zpracování ke značným problémům·..

A konečně jsou dosavadní. topení ve formě ohřevu okolního vzduchu, velmi energeticky náročná, protože jejich účinek, je velmi nízký.

A konečně, existuje. další problém u dosavadních čisticích způsobů, kovových obrobků v tom, že použité čisticí prostředky· jsou použitelné jen v určitém teplotním rozsahu,. Když má totiž například čisticí lázeň příliš vysokou teplotu (téměř- 100 °C), tak se čisticí prostředky chemicky mění. a jejich: čisticí účinek silné klesá. Když, na druhou stranu není čisticí lázeň dostatečně teplá, (pod bodem zákalu nebo těsně. nad. ním), rovněž dojde ke snižování, čisticího účinku, protože prací aktivity již nejsou dostatečně tepelné podporovány. Vyšší viskozita tuku ztěžuje chemický postup praní.

Z vpředu uvedeného DE-Z HTM, 45/1990, Heft 5, strana 273 je. znám způsob a zařízení k čištění kovových obrobků, pomocí nichž jsou již vpředu popsané nevýhody částečně odstraněny. U tohoto známého zařízení se použije prací nádrž, v níž obrobky při čištění, popřípadě oplachování a sušení zůstávají.Při čištění a oplachování se tyto obrobky udržují v ponorné lázni, která se promíchává vháněním vzduchu ve dnu nádrže, jakož i přečerpáváním. Pro sušení obrobků se použije vakuového sušicího zařízení.

Toto opatření má sice tu výhodu, že při vhánění vzduchu je dosaženo dostatečného promíchávání pracovní lázně, protože stoupající' vzduchové bublinky vlivem adhezních sil unášejí, s sebou částice nečistoty, i když tyto jsou těžší než pracovní kapalina, kromě toho je ponecháváním obrobků v jedné a téže nádrži dosaženo toho, že obrobky přijdou do styku s okolní atmosférou jen v nepatrném rozsahu.A konečně vakuové sušení zajišťuje sušení spořící energii.

________ Avšak i toto známé_zařízeni,, s.uvedenýmznámým postupem .

má nevýhodu v tom, že v důležité první fázi procesu čištění, totiž při. zaplavení nádrže nenastává, dostatečný čisticí účinek, zejména ohledně hrubých nečistot, že při následujících způsobových 'krocích ještě pó určitou dobu· setrvává- kontakt, mokrých obrobků s vnější atmosférou, a že konečně obrobky nejsou na určitých částech (slepých dírách, dutinách, naběrácích plochách) dostatečně promíchávanou lázní oplachovány.

Z DD-PS 91 177 je známý způsob čištění strojů a podobných mechanických přístrojů. uvedené kancelářské stroje· čistí v lázni, kancelářských Podle ného se v níž jsou vytvořeny plynu.

sloupce bublin, vytvářených pulsujícím proudem

Z FR-PS 1, 410 251 je známé čisticí zařízení nemocničního nářadí, u něhož se čisticí kapalina pohybuje pomocí tlakového vzduchu stříkáním a podobné.

Z US-PS 2 567 820 je známé čisticí zařízení pro malé strojní součásti, u něhož se- malé strojní součásti umístí v koši, jehož dno je tvořeno mřížkou. Pod mřížkou je umístěn trubkový, prstenec, jehož horní strana je opatřena výstupními otvory pro plynové bubliny.

Z DE-GM 84 37 870 je známé zařízení k praní, kovových obrobků, u něhož je prací, kapalina stříkána na obrobky pomocí trysek a sic.e s rychlostí mezi 18-55 m/s.

Z DE-OS 37 15. 33 2 jsou známé, způsob a zařízení k čištění obrobků, u nichž se opět obrobky umístí v ponorné lázni., do níž, se vhání vzduch nebo jiný plyn. Přitom sé částice nečistot unášené plynovými bublinami odlučují 2 lázně pomocí, přepadu na. horním okraji.

Úkolem vynálezu proto je vytvořit, způsob a zařízení k zpracování obrobků, zejména čištění obrobků, které nebudou mít uvedené nevýhody, a- které, celkově zvýší účinek čištění kovových obrobků.

Podstata vynálezu

Tento úkol splňuje způsob zpracování obrobků kapalinou,, zejména čištění kovových obrobků pro následující tepelné zpracování, podle vynálezu, jehož podstatou je, že sestává ze způsobových kroků:

a) dopravení, obrobků do prací nádrže o kapacitě mezi, 1 m³ a 10 m³,

b) uzavření prací nádrže,

c) oplachování obrobků, pokrývající jejich plochy, beztlakovým proudem první, pracovní, kapaliny, s výhodou čisticí kapaliny s teplotou mezi. 50 °C a. 90 °C, přičemž proud má nastaven průtok mezi 100 m³/h a 300 m³/h na m² povrchu obrobku, po dobu mezi. 1 a 10 minutami, přičemž první pracovní kapalina se kontinuálně z prací nádrže odtokem vypouští,

d) uzavření odtoku, dokud se prací nádrž proudem nenaplní až k přepadu,

e) zredukování průtoku o 30 % až 100 %,

f) vhánění plynu ode dna prací nádrže tak, že

- 9 g)

h)

i) : . -------k)

-obrobky- jsou obtékány plynovými bublinami po dobir 3 až 5 minut, otevření odtoku při současném opětovném zvýšení průtoku na 80 % - 100 % podle; kroku c), dokud není prací nádrž prázdná, souběžné s kroky c) až g.) kontinuální čištění a zpětné vedení první pracovní kapaliny odtékající, respektive přetékající z prací, nádrže, popřípadě- jedno nebo několikeré opakování kroků

c) až h) s druhou pracovní kapalinou, s výhodou oplachovací kapalinou a vzduchotěsné uzavření -prací.— nádrže—a—-vytváření— podtlaku mezi 60 a 350 hektopascaly po dobu. 3 až 10 minut.

Způsobem- podle ' vynálezu se totiž ve velmi kritické první fázi. zpracování, například při čištění, oplachováním obrobků beztlakovým proudem kapaliny dosáhne velmi vysokého průtoku, takže obrobky se již ve. velké míře zpracují, respektive očistí, s tím výsledkem, že například následující operace čištěni je možno použít již u značně čistých obrobků, než tomu bylo u známého způsobu.

Beztlakový proud, tekoucí na obrobky s velkým průtokem, navíc vniká i do nepřístupných oblastí obrobků, vytváří tam víry a unáší odtud i částice nečistot. Toho se dosavadními způsoby a zařízeními nedosáhne, neboť u nich jsou na obrobky nasměrovány tenké paprsky kapaliny způsobující zasahování vždy jen bodovítých oblastí povrchů obrobků a, jak již bylo uvedena, vnitřní oblasti jsou nedosažitelné.

Ve srovnání s rovněž známým způsobem vhánění vzduchu má opatření podle vynálezu tu výhodu, že jiť před vpuštěním čisticí lázně jsou obrobky delší dobu oplachovány, tedy během doby, v níž vhánění vzduchu ještě nijak neúčinkuje, protože ještě nebyla napuštěna ponorná lázeň.

Dále má navazující průběh způsobu tu výhodu, že- obrobky jsou neustále drženy v kapalině, i při vypouštění pracovní lázně,, š tím výsledkem, že na. povrchu obrobků nemohou vznikat žádné nežádoucí chemické reakce.

Další podstatnou výhodou způsobu podle vynálezu je, že pracovní lázeň se souběžně, kontinuálně čistí, a. sice v průběhu, veškerých způsobových kroků, při nichž se pracovní kapalina· používá, takže, systém, je zcela nezávislý a. nemusí být do něj přiváděna žádná další pracovní, kapalina. Přitom: se. rozumí, že způsob podle vynálezu není omezen na určité průběhy praní nebo oplachování. Způsob podle vynálezu je možno použít například, pro praní, s následujícím oplachováním, nebo pro předpírání, vložené praní a dodatečné praní s nebo bez vloženého nebo dodatečného oplachování. Způsob podle vynálezu je použitelný jak ve spojení s procesy tepelného zpracování , což je výhodné, tak může být použit dobře i u jiných výrobních procesů.

Podle, výhodného provedení, způsobu podle vynálezu se jako oplachovací.kapalina použije zcela odsolená ‘voda, která se podle způsobového kroku i) nahradí pracím prostředkem, a použije se pro další provádění způsobu jako čisticí kapalina.

Toto opatření má výhodu v tom, že i použitá oplachovací kapalina se může dále použít jako čisticí kapalina, přičemž zcela odsolená voda se zvlášť dobře hodí jako výchozí látka pro čisticí kapalinu.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se použije jemně perlivý, proud plynu,. zejména, s velikostí bublinek v * , «.·.

rozsahu milimetrů.

.Toto opatření má výhodu v tom, že na jednotkovou

- 11 velikost, povrchu obrobku- se dostane mnoho -plynových bublinek, takže jednak vznikne intenzivní pohyb kapaliny s vysokým rozpouátécím efektem a jednak je jak proudící kapalinou, tak i narážejícími plynovými bublinkami dosaženo vysokého mechanického čisticího efektu.

Fodle dalšího provedení vynálezu se plyn vhání do kapaliny pulsované, s nárazově zvyšujícím se tlakem.

Toto opatření má výhodu v tom, že nárazovým vtlačováním plynu je dosaženo zvýšeného mechanického čisticího efektu.

Nárazové vtlačování____glynu_.„ rovněž například za jistu je,__že_.

plynové bublinky, ulpělé na povrchu, kovového obrobku, se nemohou odtrhnout ani mechanicky ani výkyvy tlaku, takže na jejich místo se může: dostat na kovový povrch čisticí kapalina, popřípadě další urychlené plynové bublinky.

Podle· dalšího výhodného provedení vynálezu je plynem vzduch.

Toto- opatření má výhodu v tom, že. v každém okamžiku je. k dispozici pro použití hospodárný plyn.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je plynem ochranný plyn, neumožňující chemické reakce s povrchem obrobků a/nebo takové chemické reakce nepodporující.

Toto opatření má tu výhodu, že jestli jsou použity kovy nebo kovové slitiny citlivé například na kyslík, nebo u nichž kyslík spolu s vodou vyvolává mikroskopickou korozi, jako například u mnoha méně hodnotných slitin železa, mohou být tyto, materiály čištěny, aniž by vlivem čištění docházelo ke změnám na jejich povrchu_:

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je kapalinou voda.

Toto opatření má výhodu. ,v tom, že jako rozpouštěci prostředek čisticího prostředku je použita hospodárná a ekologicky příznivá kapalina,která neškodí ani obsluhujícímu personálu. Je však možno použít i jinou oplachovací kapalinu s nebo. bez: přísad, popřípadě vodu s látkami s prací aktivitou.

Podle dalšího výhodného provedení, vynálezu, je čisticím prostředkem voda do. níž je přidán měkký čisticí prostředek rozpouštějící tuky, který nevyvolává žádné chemické reakce s povrchem obrobků a/nebo takové chemické reakce nepodporuje.

Toto. opatření, má tu- výhodu, že po praní nezůstanou žádné zbytky čisticího prostředku na povrchu obrobků.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je čisticí prostředek neutrální až mírné alkalický.

Toto opatření, má za prvé tu výhodu, že kovy, popřípadě: kovové slitiny nemohou být. napadnuty vodovými médii v rozsahu tohoto pH, a za druhé, že taková, média jsou neškodná pro okolní prostředí a pro osoby, které s nimi manipulují.

Podle dalšího, provedení vynálezu má- zaváděný plyn teplotu kapaliny.

Toto opatřeni má výhodu v tom, že v*souvislosti se zvýšením teploty oproti normální teplotě dojde k menší rozpustnosti plynu v kapalině, takže samotný plyn, který má sklon se pod. tlakem v kapalině rozpouštět, se za těchto okolností nerozpoušti, nýbrž prochází kapalinou ve formě plynových bublinek.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu se obrobky nasypou jako sypký materiál do bubnu prostupného pro kapalinu, přičemž-tento buben se ponoří--do kapaliny a proudí jím plynové bublinky.

Výhodou tohoto opatření je, že přídavným pohybem materiálu nasypaného v bubnu dojde ke zvlášt intenzivnímu promíchávání a prověřování obrobku, kapaliny a proudu plynu. Tímto způsobem je například umožněno čistit i malé součásti, jako šrouby a- podobné, opatřené vyříznutým závitem.

Výše uvedený úkol splňuje rovněž i zařízení k provádění způsobu podle vynálezu, jehož podstatou je, že sestává z _______ ...vzduchotěsně.______uz.aviratelné... . ...prací. __ nádrže přidržovacího zařízení, uspořádaného ' v- prací nádrži, pro obrobky, zejména kovové obrobky, alespoň jedné nádrže pro pracovní kapalinu, beztlakové sprchy, uspořádané nad· přidržovacím zařízením,

- prvního potrubního a ventilového systému pro spojení nádrže s beztlakovou sprchou,

- druhého potrubního, a. ventilového systému pro spojeni nádrže s odtokem prací nádrže, třetího potrubního a ventilového systému pro pro spojení nádrže s přepadem prací, nádrže,

- zařízení, pro vhánění plynu, uspořádaného v prací nádrži v oblasti přidržovacího zařízení,

- čtvrtého potrubního a ventilového systému pro spojení zařízeni pro vhánění plynu s nádobou na plyn,

- vývěvy,

- pátého potrubního a ventilového systému pro spojení vývěvy s vnitřním prostorem prací nádrže a řídicího přístroje pro programově řízené ovládání prvn.íhó až pátého potrubního a ventilového systému.

Výhodou těchto opatření je, že pouze změnou některých elementů známých zařízení, zejména provedením beztlakové sprchy a čerpacího, potrubního a ventilového systému může být vytvořena odpovídající kapacita beztlakového proudu vody s. velmi vysokým průtokem. Zvláštní výhodou zařízení podle vynálezu, stejně jako způsobu podle vynálezu, je jeho flexibilita vzájemného seřazení za sebou částečně známých a částečně nových komponent zařízení, respektive způsobových kroků. To poskytuje ve zvláštní míře. konstrukční schopnost a adaptabilnost zařízení i způsobu podle vynálezu.

Podle- výhodného provedení zařízení podle vynálezu, má zařízení pro vhánění plynu stěny obrácené do kapaliny opatřené otvory, kterými je plyn do kapaliny vtlačován.

Toto opatření má. výhodu v tom, že proud, plynu pro promíchávání lázně se vytváří na velké ploše a tím obsáhne celý vnitřní prostor prací nádrže.

To platí, zejména potom, když perforované stěny zakrývají celou, dnovou plochu prací nádrže.

Podle dalšího, výhodného provedení vynálezu je umístěna stěna v' prací nádrži i bočné a plyn je vháněn bočními otvory pod takovým tlakem,, že- proud, plynu v bočním směru zasahuje alespoň střed plochy průřezu prací nádrže.

Toto opatření, má výhodu v tom, že jestli se například použije válcová nádrž, proudí plynové bublinky dovnitř nejen zespoda, nýbrž i z boku do kapaliny, a sice tak, že, viděno v horizontálním směru, dosahují alespoň střední podélné osy nádrže. Působením vztlaku potom vznikne stoupající zakřivená dráha. Tímto způsobem je možno výborně očistit i zvlněné plochy.

’. . · A ť* '

Podle dalšího výhodného provedení zařízení podle vynálezu je zařízeni pro vhánění plynu vytvořeno jako

- 15 dvoustěnné těleso, uložitelné v nádrži, jehož, strana obrácená do kapaliny je opatřena otvory.

Tím je dosaženo té výhody, že je vytvořeno jednoduché a robustní zařízení, které muže být popřípadě vestavěno do prací nádrže i dodatečně, takže nádrž pracující ještě s mechanickými dopravními nebo míchacími prostředky jím může být. dodatečně vybavena.

Podle dalšího výhodného provedení zařízení podle vynálezu je těleso rozděleno na segmenty, přičemž tyto _._segmenty_ J_sou._napá j_eny_-p.lynem_.ne.závis.l.e na sobě......______________

Toto opatření, má. výhodu v tom, že volitelně podle druhu a délky čištěných obrobků se mohou vytvořit různé proudy plynu.

I

A konečně je podle dalšího výhodného provedení vynálezu zařízení pro vhánění, plynu vytvořeno jako porézní keramika.

Tím se dosáhne- té výhody, že nemusí být vyrobeno komplikované duté těleso, a že plynové bublinky se rozdělují samy jemné..

Rozumí se, že vpředu popsané a dále ještě objasněné znaky řešení jsou'použitelné nejen vždy v dané kombinaci, nýbrž i v jiných kombinacích nebo jako samotné, aniž by došlo k vybočení z rámce vynálezu.

Přehled obrázků na výkresech

H

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr.l znázorňuje velmi schematicky celkový pohled na jedno příkladné provedení zařízení k čištění kovových obrobků, obr. 2 podobný pohled, jako na obr.l, pro objasnění způsobového kroku beztlakové oplachováni, obr. 3. pohled podobný jako na obr.l, pro objasnění způsobového kroku beztlakové oplachováni a naplňování, obr.4 pohled podobný jako na obr.l, způsobového kroku recirkulace. s probubláváním pro. objasnění promícháváním obr. 5 způsobového pohled podobný jako na obr.l, pro objasnění kroku beztlakové oplachováni a vypouštění, obr.6 pohled podobný jako na obr.l·, pro objasnění způsobového kroku vakuové sušení, obr.7 pohled podobný jako na obr.l, pro objasnění způsobového kroku podtlakový var, .obr.8- variantu prací nádrže znázorněné na obr.1 až 7, s bočním vháněním vzduchu, obr.9 a 10 velmi schematicky bokorys a nárys další varianty prací nádrže podle vynálezu, ve vodorovném uspořádání.

Příklady provedeni vynálezu

Zařízení 10, znázorněné na obr.1obsahuje prací nádrž 12, první nádrž. 14 pro první pracovní kapalinu, druhou nádrž 16 pro druhou pracovní kapalinu, vakuovací stanici 18, filtrační zařízení 20 a zařízení 22 pro vhánění plynu do prací nádrže 12.

Prací nádrž -12 -má -kruhový průřez a- -je na své horní straně uzavřena, víkem 26,. Ve vnitřním prostoru prací nádrže 12 je umístěno přidržovací zařízení 28., upravené pro umístění dávky obrobků .30. Přidržovací zařízení .28 může být vloženo při otevřeném víku 26 ve svislém směru shora do prací nádrže 12., nebo z ní opět vyjmuto ven.

Obrobky 30 jsou s výhodou kovové obrobky, to znamená běžné- strojní součásti, které, se budou po2déji tepelně zpracovávat, například nitrocementováním. Obrobky 30 proto mají různé konstrukční' dutiny, díry a. podobně, které· jsou otevřeny: nahoru.,.. dolů,_neb.o, do. stran.......___________ . . ...

Dále jev přidržovacím zařízení. 28 přidržován buben 3 2., opatřený vodorovným hřídelem 34. Hřídel 34 prochází bočně stěnami prací ' nádrže 12.· a je -proto poháněn pohonem 36 umístěným mimo prací nádrž 12.

Buben 32 slouží pro umístění zde blíže nezházornéného sypkého materiálu. Buben 32 je proto vytvořen tak, že je na svém obvodu opatřen otvory, takže kapalina a plynové bubliny jím mohou procházet, přičemž sypký materiál umístěný v bubnu 32 v tomto bubnu 32 zůstává.

Prací nádrž. 12 je na svém horním okraji opatřena přepadem 38,. Na obrázcích je přepad 38 na prací nádrži 12 zakreslen jako vnější přepad upravený kolem dokola. Podle výhodného provedení vynálezu: však může být přepad uspořádán na vnitřní straně prací nádrže 12,. Tímto způsobem se přemísti průběh způsobu podle vynálezu do vnitřku prací nádrže 12, což má výhodu vzhledem k využívání podtlaku.

Přepad 38 je na jedné straně spojen potrubím 40 s druhou nádrží 16, která ve znázorněném příkladu provedení obsahuje čisticí kapalinu 42. Přepad. 38 je dále spojen potrubím 48 s první nádrži 14/ která ve znázorněném příkladu provedení obsahuje oplachovací kapalinu 47. Potrubí 40 a 48 jsou opatřena ventily, aby mohlo být spojení.,mezi přepadem 38 a nádržemi. 14 a 16 bud¹ otevřeno nebo zavřeno, jak bude dále ještě obšírné popsáno.

Druhá nádrž. 16., obsahující čisticí , kapalinu 42, je potrubím 41 spojena se sací stranou čerpadla 43.. čerpadlo 43 je výstupní stranou spojeno potrubím 44 s trubkovým.,hrdlem

46, uspořádaným ve- dnu prací nádrže 12. I zde. jsou. mezi nádrží. 16 a čerpadlem 43 nebo čerpadlem 43 a trubkovým hrdlem 46 upraveny příslušné ventily, jak bude. dále ještě blíže objasněno.

Čerpadlo 43 je na své sací. straně kromě potrubím 45 spojeno s. první, nádrží '14 obsahující oplachovací kapalinu

47. Nádrže. 14 a 16 jsou v oblasti svých den opatřeny vždy topením- 49.

Podle druhé nádrže 16. je na obr.l. znázorněno, že druhá nádrž, 16 odlučovačem je opatřena bočné uspořádaným předběžným 50, . spojeným přepadem - s vlastním vnitřním prostorem druhé nádrže 16.. Tento předběžný odlučovač 50 je dále neznázoméným. potrubím a čerpadlem spojen s druhou nádrží 16, takže z předběžného odlučovače 50 může být kapalina přečerpávána do druhé nádrže 16. Nádrže 14 a 16 jsou opatřeny přepady, takže vyplavavší nečistoty kapalin 42 a 47 se dostanou do předběžného odlučovače 50. V předběžném odlučovači 50 je v činnosti opět sběrač nebo stahovač, který nečistoty sbírá, přičemž tyto nečistoty mohou být dále odstraňovány.

Předběžný odlučovač 50 je dále spojen s filtračním zařízením 20., které obsahuje filtr 55 a odlučovač 54 oleje. Toto filtrační zařízení 20 není bezpodmínečné zapotřebí, může však být připojeno jako přídavné. .......

Filtr 55 slouží k oddělování pevných látek z kapaliny přicházející z předběžného odlučovače 50. Účelem odlučovače 54 oleje je oddělování olejových fází z této kapaliny, přičemž oddělené olejové fáze se odvádějí odvodem 57 oleje a dopravují na místo, kde se provede jejich zneškodnění. Kapalina, která opouští filtr 55, může být znovu přiváděna do druhé.nádrže 16.

Vakuovací stanice 18 obsahuje vývěvu 70, spojenou potrubím 71 s vnitřním prostorem prací nádrže 12 .· Potrubí .71 s výhodou ústí do prací nádrže 12 těsně pod přepadem 38.

Výtlačná strana vývévy 70 je spojena s vymrazovací jímkou 72 a se sběračem 73. Rovněž v potrubí. 71 je upraven ventil, jak bude ještě blíže dále objasněno.

Prací nádrž 12 je možno v oblasti víka 26, respektive přepadu 38 vakuotěsně uzavřít'.

Zařízení 22 pro vháněni plynu do prací nádrže 12 je tvořeno tlakovou nádobou 60, v niž je uložen pod tlakem plyn. Tlaková nádoba 60 může být připojena na kompresor na obr.l neznázoméný. Rovněž je možno místo kompresoru použít dmychadlo. Plynem zpracovávaným v zařízení 22 je s výhodou vzduch, je však možno použit i netečný ochranný plyn. rovněž je možno vytvořit zařízeni 22 tak, že plyn se ohřeje před tím,, než se přivede do prací nádrže 12.

Tlaková nádoba 60 je potrubím 61, v němž jsou uspořádány příslušné regulační ventily tlaku, s. hrdlem 62 procházejícím stěnou prací nádrže 12. Odtud vede potrubí 61 do deskovitého dutého tělesa 63, uspořádaného v oblasti dna vnitřního prostoru prací nádrže 12. Deskovité duté těleso 63, jehož rovina desky se rozkládá přibližné horizontálně, vyplňuje s výhodou pokud- možno úplné vnitřní průřez, prací nádrže 12. v oblasti dna. V každém případě je snahou, aby rozměry dutého tělesa 63, ve svislém pohledu, byly přibližně stejně velké jako rozměry přidržovacího zařízení. 28.

Deskovité duté těleso 63 může být v příkladech provedení vynálezu provedeno z plechů z ušlechtilé oceli., přičemž horní desková plocha tvořená, plechem z ušlechtilé oceli, může být- opatřena, otvory 65 - Otvory 65 mají. průměr asi 1, mm a jsou uspořádány ve vzájemném odstupu vždy s výhodou mm.

Alternativně k. dutému, tělesu. 63 z plechů z ušlechtilé oceli, je možno použít, i porézní keramický materiál, který trubku pro rozvádění, vzduchu uzavře, a. jehož póry potom: vzduch proudí.

A konečně je zařízení 10, znázorněné na obr.l, ještě opatřeno elektronickým řídicím přístrojem 75, jehož vstupy 76 je možno přivádět parametry způsobu podle vynálezu, přičemž výstupy 77 řídí. agregáty zařízení.. 10, zejména četné ventily a čerpadla.

Způsob proveditelný zařízením 10 podle obr.l bude blíže objasněn dále podle schémat na obr.2 až 7.

K přípravě způsobu podle vynálezu se (neznázoměno) víko 26 prací nádrže 12 otevře, aby bylo možno pomocí jeřábu nebo podobně dopravit shora do prací nádrže 12 přidržovací zařízení 28 s obrobky 30.

Po provedení tohoto úkonu se prací nádrž 12 opět víkem uzavře. V této fázi způsobu podle vynálezu ještě nemusí, být uzávěr přitom vakuotěsný, musí však vytvářet dobrou ochranu proti stříkající vodě.

-...'Na. obr. 2. je. nyní znázorněn, první vlastní způsobový krok.

Pomocí řídicího přístroje 75,.kterému, byly před tím dodány požadované způsobové parametry, se nejprve jako příprava k provádění způsobu podle vynálezu nastaví topení 49 v druhé nádrži 1.6 s čisticí kapalinou 42 a paralelně s tím rovněž topení 49 v první nádrži 14 s oplachovací kapalinou 47. pokud je oplachování zapotřebí. Tímto způsobem se čisticí kapalina. 42 a popřípadě i oplachovací kapalina 47 ohřejí a sice na teplotu mezi 50 °c a 90 °C, s výhodou v rozsahu 'mezi 80 °C a 90 °C. To je teplota, při níž mají. čisticí a- oplachovací prostředky (pokud se přidávají), svůj optimální pracovní rozsah, protože tyto prostředky se při ještě vyšších teplotách chemicky mění a při nižších teplotách jejich čisticí nebo oplachovací účinek klesá.

Jakmile, jsou, kapaliny 42 a popřípadě' 47' ohřátý na. požadovanou pracovní hodnotu, otevře; řídicí přístroj 75 potřebné ventily. Za prvé se otevře ventil 41a v potrubí 41, které spojuje druhou, nádrž· 16 se sací stranou čerpadla 43. Dále se otevře ventil 51a v potrubí 51. které spojuje výtlačnou stranu.čerpadla 43 se sprchou 52. A konečně se otevře ventil 67a. v potrubí 67, které spojuje potrubím 66 trubkové hrdlo 65 prací nádrže .12, působící jako odtok,s druhou nádrží 16,

V důsledku těchto opatření se spojí oběh čisticí kapaliny 42. který vede z druhé nádrže 16 přes ventil 41a, potrubí 41, čerpadlo 43, potrubí 51 a ventil 51a do sprchy 52. Dopravní, výkon čerpadla 53, popřípadě průtočné průřezy ventilů 4la a 51a se přitom elektronickým řídícím přístrojem ' 75 nastaví tak, že ze sprchy 52 vystupuje beztlakový proud • 80 čisticí kapaliny 42, jehož průtok se nastaví do rozsahu

100 m³/h a 300 m³/h na m² povrchu obrobků 30.

Proud 80 oplachuje proto obrobky 30 beztlakové a dostane se trubkovým hrdlem 65, působícím jako odtok, potrubími 66 a 67, jakož, i otevřeným ventilem 67a opět do druhé nádrže. 16.

Beztlakovým proudem 80 se obrobky 30 předčišůují, protože tento proud 80 strhává ulpělé nečistoty, zejména pigmentové nečistoty, avšak i tuky s sebou a odvádí je..

Čisticí, kapalina 42 je přitom s výhodou tvořena vodovým roztokem nepénivého neutrálního čisticího prostředku s dočasnou ochranou proti korozi. Takový neutrální, čisticí prostředek má sice relativné malé olejové emulgačni účinky, avšak je. absolutně nezávadný z ekologického hlediska a žádným způsobem nepoškodí ani čištěné obrobky ani. osoby, které s touto kapalinou manipulují. Mírně alkalická dočasná, ochrana proti korozi, zůstává ulpélá na obrobcích jako tenká ochranná vrstva a při teplotách nad. 300 °c se zcela beze zbytku odpaří.

Způsobový krok objasněný vpředu podle obr.2 bude nyní prováděn po dobu s. výhodou, mezi 1 minutou a 10 minutami.

Když uplynul uvedený časový úsek, přepne řídicí přistroj 75 postup do dalšího způsobového kroku, který je znázorněn na. obr. 3.

V průběhu tohoto dalšího způsobového kroku zůstává spojení mezi druhou nádrží 16 přes čerpadlo 43 do sprchy 52 nezměněno. Na rozdíl od předcházejícího způsobového kroku se však nyní ventil 67a v potrubí 67 uzavře, takže prací nádrž 12 nemá žádný odtok.

V důsledku toho se vytvoří v prací nádrži 12 ponorná lázeň 83,, jejíž hladina 85 plynule stoupá, což je naznačeno šipkou 86.

Prací nádrž 12 se proto plynule plní teplou čisticí ponornou lázní 83 a tento způsobový krok trvá tak dlouho, dokud se neoznámí (neznázorněný) ukazatelem stavu naplnění, že hladina 5 kapaliny dosáhla přepadu 38.. Jakmile k tomu dojde, uvedený způsobový krok se ukončí.

Obr.4 znázorňuje další způsobový krok, při. němž ponorná lázeň' 83 recirkuluje: a je promíchávána.

Pro vytvoření recirkulace se nejprve sice udržuje spojení, mezi druhou nádrží 16 a sprchou 52, avšak například zmenšením dopravního výkonu čerpadla 43, například o 30 % až 80 %·,, takže- ze sprchy 52 nyní vystupuje- jen mnohem menší proud 80.*.

Řídicí, přístroj 75 nyní otevře, ventil 40a v potrubí 40 mezi přepadem 38 a druhou, nádrží 16', takže čisticí kapalina 42 přepadávající- přes přepad 38 nyní může být odváděna do druhé nádrže 16.

Jakmile hladina 85 kapaliny dosáhla přepadu 38., může se alternativně uzavřít ventil 51a v potrubí 51 ke sprše 52 a. otevřít spojovací ventil 5lb, který spojuje výtlačnou stranu čerpadla. 43 se dnem prací nádrže 12.Přívodem kapaliny ode dna prací nádrže 12' se dosáhne toho, že pouze kapalina, která obsahuje v důsledku stoupajících plynových bublin nečistoty vynesené nahoru, opouští prací nádrž 12 tak,že ihned přeteče přes přepad 38, a nikoli ta kapalina, která byla přivedena sprchou 52.

Současně ovládá řídící přístroj 75 zařízení 22 pro vhánění plynu, tím, že se otevře ventil 61a. v potrubí 61 mezi tlakovou nádobou 60 a deskovým dutým tělesem 63.

V důsledku toho vystupují plynové bubliny ve velkém objemu z deskového dutého, tělesa 63 a oplachují obrobky 30 za současného promíchávání čisticí ponorné lázně· 83.

Plyn, respektive vzduch, který vystupuje z deskového dutého tělesa 63., je v něm pod tlakem, který je v oblasti, otvorů 65 nepatrně menši než v těchto místech panující okolní tlak.. Tlakový vzduch vystupuje velkým počtem otvorů 65 ve formě malých plynových bublin z deskového dutého tělesa 63 ven, přičemž tyto plynové bubliny v důsledku, tlaku plynu a vztlaku proudí rychle nahoru k přepadu 38.

Ty plynové bubliny, které narážejí na spodní stranu. obrobků 30., se od ní odchylují do stran, takže na svislých stěnách nebo dírách obrobků 30 se vytvoří hustší, proud plynových bublinek, pokud tyto stěny nebo díry jsou svislé nebo skloněné vůči,, svislici. Bublinky, jsou v důsledku, adhezních sil a vlivem turbulence kapaliny vedeny i podél horní strany obrobků. .30, takže, i v těchto místech existuje silný ohyb čisticí kapaliny 42.

Vzduchové bublinky proudící z otvorů 65 neprobíhají tedy vlivem četných odrazů přidržovacím zařízením 28, respektive v něm umístěnými obrobky 30 v přímém směru, nýbrž jejich dráha je hadovi.tě zakřivena a, částečně je rozvířena.

Vzduchové bublinky probíhají i bubnem 32, takže, i sypký ^materiál v něm umístěný je bublinkami oplachován, když se buben 32 otáčí.

Pro promíchávání čisticí ponorné lázně 83 může být ventil, 61a řídicím přístrojem 75 udržován bud kontinuálně otevřený, přičemž intenzita promíchávání může být ovlivněna proudem vzduchu. Alternativně je však rovněž.-možné střídavé ventil 61a předem určeným způsobem otevírat a zavírat, takže se potom pracuje s pulsujícími tlakovými rázy. Tímto způsobem může být: vháněn tlakový vzduch, například v časových úsecích ..asi 10-15 sekund krátkodobě pod tlakem 0,51 MPa do prací nádrže 12.

Zejména u obrobků 30, silně znečištěných pevnými látkami, jako je pigmentová nečistota, písek, spony .po obrábění nebo kal po vrtání, se v počáteční fázi čisticího postupu pracuje s velmi vysokým 'pulsujícím tlakem a s vysokou frekvencí. Intenzivní rozvíření vede k tomu, že tyto pevné částice mohou být odtrženy od obrobků 30 samotným mechanickým účinkem. Dále se ukázalo, že pevné částice, ačkoliv mají. větší hustotu, než čisticí kapalina 42 obsažená v prací_ nádrži 12, se vzhledem k adhezním silám rychle dostanou na povrch, to jest do oblasti přepadu 38,. Tam se tyto nečistoty odvádějí potrubím 40, do druhé nádrže 16. Při extrémně znečištěných obrobcích 30 může být v oblasti přepadu 38 upraven i-filtr hrubých nečistot.·

Použitím zmíněného nepénivého neutrálního čisticího prostředku je zajištěno, že i při intenzivním vhánění plynu do prací nádrže 12 se netvoří žádná nadměrná pěna.

Protože má- čisticí kapalina 42 pracovní, teplotu, dojde k odmašťování obrobků 30 prostřednictvím pracích látek obsažených v pracím prostředku, například aniontovych povrchově aktivních látek, to znamená, že nastane čištění od ulpělých mazacích olejů a podobně.

Rozumí se, že i množství cirkulující kapaliny, která je dodávána při tomto způsobovém kroku čerpadlem 43., se může nastavit podle stupně znečištění obrobků 30. Dopravní výkon čerpadla je možno přitom měnit i při průběhu tohoto způsobového kroku tím, že například se nejprve pracuje s vyšším průtokem a teprve potom s nižším průtokem.

Způsobový krok popsaný podle obr.4 se s výhodou provádí po dobu mezi 3 minutami a 15 minutami.

Po uplynutí uvedeného časového úseku přepne řídicí přístroj 75 průběh do dalšího způsobového kroku, který je popsán podle obr.5.

Za. tím účelem přepne řídicí přistroj 75 čerpadlo 43 opět na- dopravní výkon, který zcela nebo téměř odpovídá dopravnímu výkonu způsobového kroku popsaného podle obr.3. Ze sprchy 52 nyní opět vystupuje proud. 80., jehož průtok leží mezi 100 m³/h. a 300 m³/h. Současné se však. opět’ otevře ventil 67a v potrubí 67, takže· ponorná, lázeň 83 z prací, nádrže 12 odtéká,, jak je naznačeno na obr·. 5 dolů směřující šipkou 86' na hladině 85 kapaliny.

Setrvalé beztlako.vé oplachování obrobků 30 u způsobového kroku znázorněného na obr.5 má následující smysl:

Když v důsledku vypuštění ponorné lázně 83 klesne hladina 85 kapaliny, muže se stát, že částice nečistoty, které při vypouštění vyplavaly, se usadí na obrobcích 30, když hladina 85 kapaliny míjí tyto obrobky 30. Tomu se však zabrání tím, že se stále seshora, totiž ze sprchy 52, přivádí dostatečně čerstvá,to znamená vyčištěná čisticí kapalina 42,, protože potom jsou obrobky 30 i při odtékání ponorné lázně 83 neustále oplachovány.

Za druhé má přepnutí na beztlakový proud 80 ten smysl, že obrobky 30 vůbec nebo téměř nepřijdou do styku s okolním vzduchem. Při odtékání ponorné lázně 83 musí být totiž (neznázoméno) umožněn přívod vzduchu do vnitřního prostoru prací nádrže 12, aby mohla ponorná lázeň 83 odtékat. Přivedený čerstvý vzduch by však mohl .vyvolat chemické obrobků 30, který je v tomto okamžiku je nežádoucí. Rovněž z tohoto důvodu je reakce na povrchu vysoce aktivní,což výhodné, když jsou .obrobky 30 neustále pokryty filmem kapaliny trvalým beztlakovým oplachováním.

Když ponorná lázeň 83 odtekla, což se oznámí vhodnými čidly stavu naplnění (neznázornéno), přepne řídicí přístroj 75 postup na další způsobový krok, který je znázorněn na obr. 6.

Pro tento způsobový krok musí být víko 26 prací nádrže

12. uzavřeno tlakotésně.

Nyní řídicí přístroj 75 otevře ventil 71a v potrubí 71 mezi. vnitřním prostorem prací, nádrže 12 a vývěvou 70. Současně se vývěva 70 zapne.

Na tomto místě je nyní nutno se zrakem přesvědčit, že obrobky 30 mají v tomto okamžiku teplotu ponorné lázně 83, to znamená, že mají. teplotu například mezi 30 °C a 90 °C.

Vývěva 70 nyní vytváří ve vnitřním prostoru prací nádrže 12 podtlak. Při tlaku asi 800 hektopascalů nastane odpaření zbytkové kapaliny, na obrobcích 30 a vodní pára se, jak je na obr.6 naznačeno šipkami. 90, odsává potrubím 71. Vývěva 70 nyní zmenšuje tlak v prací nádrži 12 na 200-300 hektopascalů, což odpovídá tlaku páry při teplotě vody 60 °C až 80 °C. V důsledku toho se kapalina nacházející se ještě na obrobcích 30 odpaří, přičemž odpařování probíhá na rovných površích rychleji než v dírách, dutinách nebo tak zvaných naběrácích . plochách, to znamená nahoru otevřených prohlubeninách obrobků 30.

Sušení potom probíhá po dobu mezi 3 a 10 minutami. Jakmile se z obrobků 30 odpařila poslední kapalina, klesne nárazovité Mak ve vnitřním prostoru prací nádrže 12. například na 70-80 hektopascalů, protože již neexistuje v tomto okamžiku žádná kapalina, která by se mohla odpařit. Vhodným řízením doby nebo popřípadě tlakovým čidlem

- 28 (neznázorněným), které tento pokles tlaku registruje a oznamuje, se sušení řídicím přístrojem 75 ukončí.

Vždy podle toho, který způsob je zapotřebí, se může nyní nebo i již před sušením napojit zpracovávací krok další pracovní kapalinou, například oplachování obrobků 30 oplachovací kapalinou 47 obsaženou v první nádrži. 14.. Průběh tohoto postupu, je přitom stejný, takže je možno použít odkaz na popis, podle obr..2 až. 5.

Důležité je v této souvislosti, ještě toto:

V průběhu celé doby provádění uvedeného způsobu, zejména v průběhu způsobových kroků, u. nichž nastává recirkulace ponorné lázně 83, se příslušná kapalina, například ’ čisticí kapalina 42, kontinuálně čistí, jak již bylo objasněno na začátku podle popisu obr.l v souvislosti s filtračním zařízením 20.

To znamená, že zařízení 10 pracuje zcela soběstačné, to znamená, že v průběhu provozu není zapotřebí žádného přívodu nebo- odvádění pracovních kapalin.

Teprve, tehdy, když^- je v důsledku zestárnutí některá., z. kapalin už. nepoužitelná, musí se vhodnými, zařízeními znovu zpracovat, nebo, odvést a nahradit novou pracovní kapalinou. V průběhu, normálního provozu zařízeni IQ je naproti zapotřebí pouze odvádění odfiltrovaných podílů nečistot.

Dále je výhodné, když je základem pracovních kapalin zcela odsolená voda. Zcela odsolená voda se může nejprve použít jako oplachovací kapalina 47, protože se tím zabrání tomu, že by se při sušení (obr.6) mohly po oplachování tvořit na obrobcích 30 skvrny soli, které by mohly působit rušivě při následujícím tepelném zpracováni, například při nitrocementování.

Oplachovací kapalina 47 může být nadto ještě potom, když již není použitelná jako oplachovací kapalina, zpracována přísadou vhodného' čisticího prostředku a pro další, prací postupy použita jako čisticí kapalina 42. 1' tímto způsobem je. umožněno extrémní využití použitých kapalin, aniž by bylo zapotřebí doplňování nových kapalin.

Obr.7 znázorňuje možnost promíchávání ponorné lázně 83 podle vynálezu.

U. uspořádání podle obr. 7 se s výhodou připojí potrubí 711 mezi vývěvu 70 a. prací nádrž. 12 na víko 26.

Způsobový krok, popsaný dále podle obr.7, je nutno chápat jako alternativu nebo doplnění- ke způsobovému kroku promíchávání objasněnému výše podle obr.4.

Podle způsobového kroku, znázorněného na obr.7, se pro promíchávání ponorné lázně 33 zapne řídicím přístrojem 75 vývěva 7Q a současně se otevře ventil 71a' v potrubí. 71'.

Protože je v tomto stavu průběhu celého postupu ponorná lázeň 83 naplněna až k přepadu 38, vytváří vývěva 70 ve zbývajícím malém vzduchovém prostoru 73 v oblasti sprchy 52 velký podtlak.

Podtlak se nyní nastaví tak, že ponorná lázeň 83., přes teplotu ležící pod teplotou 100 °C varu vody při atmosférickém tlaku, se začne vařit. Za tím účelem musí být podtlak nastaven tak, že odpovídá stavu nasycení vodní páry při příslušné nižší teplotě a navíc je zohledněn hydrostatický tlak v prací nádrži 12, to znamená výška sloupce kapaliny nacházející se uvnitř prací nádrže 12.

Leží-li například teplota ponorné lázně 83 na 85 °C, odpovídá to tlaku nasycené páry 600 hektopascalů. Když je sloupec kapaliny v prací nádrži 12 vysoký 2 m, je nutno od něj ještě odečíst 200 hektopascalů na hydrostatický tlak, což vede k potřebném u tlaku 400 hektopascalů. Při teplotě 80 °C ponorné lázné 83 a tlaku nasycené páry 500 hektopascalů vznikne po odečtení 200 hektopascalů na vyrovnání hydrostatického tlaku při výšce vodního sloupce 2 m potřebný tlak 300 hektopascalů.

Když se proto nastaví uvedený potřebný tlak 400 (85 °C) nebo 300 (80 °C) hektopascalů, začne se ponorná lázeň 83 vařit, ačkoliv její teplota leží pod 100 °C.

Var^ř ponorné, lázně 83 má za následek, že na každém místě ponorné lázně. 83 se. tvoří parní bubliny, tedy nikoli jen na površích obrobků .30, nýbrž spíše i. v dutinách, děrách, slepých děrách, naběrácích prostorech a. podobně. Parní bubliny vznikají proto i. na těch místech obrobků 30., která nejsou, dosažitelná pro plynové bubliny, které jsou vytvářeny zařízením 22 pro vhánění plynu. K tomu přistupuje navíc i to, že í stoupající parní bubliny účinkem adhezních sil unášejí, s sebou. částice nečistot s tím výsledkem, že i slepé díry, naběrací plochy a podobné se unášením částic nečistot mohu čistit. Přitom, se rozumí, že intenzita varu se může vhodným nastavením, podtlaku vývévou 70 měnit. Nečistoty vynášené nahoru parními, bublinami při podtlakovém varu se shromažďuji na. povrchu ponorné lázné 83 a. po ukončení fáze varu mohou být odváděny přepadem 38 z prací nádrže 12 již popsaným způsobem.

Var ponorné lázně 83 je možno vyvolat přitom jak v průběhu čištění, tak i v průběhu oplachováni, protože čištění podporuje chemický proces čištění, zatímco při oplachování jsou oplachovány zmíněným způsobem i obtížně přístupné prostory. Rozumí se, že i při podtlakovém varu je možná recirkulace a/nebo promíchávání ponorné lázně 83..

Za tím účelem se sací strana čerpadla 43 spoji potrubím 95 s trubkovým- hrdlem 6ř, přičemž v potrubí 95 je uspořádán ventil 95a.

Vhodným sacím výkonem čerpadla 43 může být nyní přes podtlak panující v prací nádrži 12 odsávána příslušná pracovní, kapalina trubkovým hrdlem 65 a sprchou 52 znovu přiváděna.Rozumí se, že i v tomto případě je možno provádět, pomocí, vhodných opatření kontinuální čištění příslušné pracovní , kapaliny (neznázoměno).

Dále je výhodné, když je v potrubí 71¹ uspořádán kondenzátor 92., protože vývěva popsaným způsobem odsává páru příslušné; pracovní kapaliny , a tato pára se nesmí, dostat do vývěvy 70. Z toho důvodu je vhodným přívodem vzduchu zajištěno to, že vývéva 70 nasává neustále směs vzduchu a páry, přičemž potom se pára vysráží v kondenzátoru 92 a je přiváděna do příslušné nádrže pro pracovní kapaliny. To má tu. výhodu, že se.pracovní kapaliny nezahustí, to znamená, že nemají vyšší obsah soli tím, že ztráta vody je udržována co nejmenší.

Množství páry pro vývěvu 70 se zmenší o zkondenzované množství páry, takže.vývéva 70 může mít menší rozměry.

Protože vývěva 70, jak již bylo uvedeno, může nasávat pouze, nasycený vzduch, přivádí se- vzduch potřebný pro vývěvu 70 s· výhodou přes duté těleso 63.. Přitom může být nastaveno množství vzduchu potřebné pro vývěvu 70 tak, že odpovídá právě flotačnímu množství vzduchu.

Způsob podtlakového varu, objasněný podle obr.7, je nyní možno rozličným způsobem integrovat do dále uvedených způsobových kroků, objasněných podle obr.2 až 6:

U první alternativy tak může být permanentně použito podtlakového varu u ponořovacího způsobu, s tím výsledkem, že v průběhu celé čisticí nebo oplachovací doby dochází k varu pod tlakem.

U druhé alternativy je. možno navíc k flotaci použít u ponořovaciho způsobu podtlakového varu,to znamená vždy po určitou část doby čištění nebo oplachování.

U třetí, alternativy je možno způsob podtlakového varu použít, i pulsované. vhodným nastavením pomocí, řídicího přístroje 75, a£: už v průběhu celé doby čištění nebo oplachování nebo v jednotlivých časových: úsecích. Pulsující podtlakový var je možno v tomto případě dosáhnout tím, že se ponorná nádrž. 12 vždy silné evakuuje, dokud nenastane efekt varu nebo téměř nenastane, aby potom nárazovým přidáním čerstvého vzduchu bylo způsobeno vyvaření,, to znamená uvolnění tlaku..

Čerstvý vzduch může být přitom přiváděn dutým· tělesem 63 nebo i sprchou 52.

A konečné je možná i čtvrtá alternativa, u níž se navíc podtlakový var v ponořovacím způsobu použije pro recirkulaci a přídavné i k promíchávání prostřednictvím vhánění vzduchu.

Způsobový krok podtlakového varu může trvat 1-20 minut.

Obr.8 znázorňuje variantu, zařízení 100, přičemž je znázorněna pouze prací, nádrž 104. která prakticky odpovídá prací nádrži 12 zařízení 10 podle obr.1-7. Z.toho důvodu budu dále popsány pouze odlišné elementy, přičemž na obr.8 jsou pro stejné součásti použity částečně stejné vztahové značky.

Rovněž prací nádrž 104 je vytvořena jako nádrž s přibližně kruhovým průřezem, která je na svém dnu opatřena trubkovým hrdlem 105, které zde zastupuje trubková hrdla 46 a 65 prací nádrže 12~ z obr.1-7.

Prací nádrž 104 obsahuje dále buben 106, který se otáčí účinkem pohonu 107 kolem vodorovné osy 108. V bubnu 106 jsou umístěny šestiúhelníkové obrobky 110, 110¹ ... V oblasti víka 112 je prací nádrž 104 opatřena přepadem 111, který je spojen jak s druhou nádrží. 16, obsahující čisticí kapalinu 42, tak i s. první nádrží 14, obsahující oplachovací kapalinu 47. Dále. je prací nádrž 104 bočními hrdly spojena s vakuovací stanicí 18,. Pro’provedeni způsobu podtlakový var' může být. ve víku 112 upraveno i hrdlo 114. Na vnitřní straně víka. 112 je uspořádána sprcha 113 , která slouží již. podle objasněného· způsobu k beztlakovému oplachování proudem kapaliny obrobků 110 umístěných- ve. vnitřním prostoru prací nádrže 104.

U čištění, které bylo výše obšírně popsáno podle obr.4, se prací nádrž. 104 naplní čisticí, kapalinou. 42 až po přepad.

lil., v prací nádrži 104 je,umístěno přidržovací zařízení 113, nesoucí různé další obrobky 120.

Zařízeni 122 pro vhánění plynu (u příkladu provedení znázorněného na obr.8 je tímto plynem dusík) sestává z dutého tělesa 126. které má dnovou část 130 a boční část 131.

Boční část 131 je- umístěna’ na jedné straně přidržovacího zařízení 118 a alespoň větší částí svého obvodu je obklopuje.

Duté těleso 126 je přitom opět na straně přivrácené k přidržovacímu zařízeni 118, jak již bylo výše objasněno, opatřeno četnými otvory, které jsou v příkladu provedení znázorněném na obr.8 vytvořeny jako trysky 128.

Z trysek 128 vystupuje dusík, přicházející z tlakové nádoby 60,,ve formě jemných perliček respektive bublinek 127. Bublinky 127 proudí kolem, obrobků 120₁ jak již bylo výše popsáno, což je naznačeno například šipkou 136.

Provedením boční části 131 se vytvoří i bočně směrovaný proud bublinek 127, jak je naznačeno například' šipkou. 139. Přitom vznikne linie zakřivená směrem’ nahoru,protože bublinky 127' vystupující, z bočních trysek 128 mají. ihned vzhledem ke. vztlaku, tendenci stoupa^ nahoru.

Tlak plynových bublinek 127, vystupujících z bočních trysek 128, se přitom při čištění nastaví tak, že plynové bublinky 127 dosahují alespoň podélné osy prací, nádrže 104, to znamená, že viděno na. obr.8 v řezu, jak je naznačeno šipkou 133; zasahují alespoň za polovinu šířky v bočním směru..

Provedením boční části 131, která alespoň částečně obklopuje přidržovací. zařízení 118, je zajištěno, že i u komplikovaně tvarovaných obrobků 120 je možno provádět rychlé čištění.

Duté těleso 126 je dále rozděleno oddělovacími šoupátky 132 a 133 na horní část 134. střední část 135 a dnovou část,takže, podle druhu obrobků 110 umístěných, v prací nádrži 104 se plyn 141 vtlačuje bud pouze v oblasti, dna nebo i dalšími nad sebou uspořádanými bočními, částmi 134.135.

Stoupající plynové bublinky 127 vytvářejí sekundární proudění, naznačené šipkou 137. Kapalina nacházející se v prací nádrži. 104 potom proudí v cirkulujícím oběhu.

A konečně, na obr.9 a 10 je znázorněn ještě další příklad provedení zařízení podle vynálezu, která se používají pro provádění způsobu podle vynálezu.

Na obr.9. a 10 je znázorněno zařízení 150 pro čištění zejména kovových obrobků, obsahující prací nádrž Ϊ5Ϊ. V prací nádrži 151 je opět upraveno přidržovací zařízení 152 pro obrobky. Uspořádání je vsak na rozdíl od uspořádání podle obr.1-8 provedeno tak, že přidržovací zařízení 152 je možno z- prací nádrže 151 vyjmout, ve vodorovném směru vstupními dveřmi 153. Vstupní dveře '153 jsou. přitom s výhodou posuvné ve svislém směru, jak. je naznačeno šipkou.

Potrubími 154.155 a 156 je možno přivádět a odvádět kapaliny a plyny, jak. již bylo vpředu obšírně popsáno, přičemž průběh celého postupu nevykazuje žádné rozdíly.

To platí zejména i pro sprchu 157, která i u zařízení 150 dodává beztlakový proud vody,i když je účinná plocha horizontálního provedení, znázorněného na obr.9 a 10, větší než u svislého provedení podle obr.1-8.

Další zvláštnost, zařízení 150 spočívá v tom, že prací nádrž- 151 je uspořádána na podstavci 160. který současně nese i nádrže 161 a 162 pro pracovní kapaliny. Ve znázorněném příkladu provedení jsou upraveny Opét dvé nádrže 161.162 pro čisticí kapalinu a oplachovací kapalinu.

Rozumí se, že; v rámci vynálezu, je možno provádět četné další úpravy aniž by se vybočilo z jeho rozsahu. Například je možno upravit v prací nádrži 12 přídavné topení, aby se mohlo pracovat i s chladnějšími součástmi nebo aby se mohlo provádět sušení i s většími zbytky vody tím, že přídavné topení dodá potřebné přídavné odpařovací teplo.

v prací nádrži 12 mohu být upraveny i generátory ultrazvuku pro vytváření kavitací v pracovní kapalině v důsledku extrémních fyzikálních sil. Tímto způsobem je umožněno odstraňovat anorganické látky pevné ulpělé na obrobcích, stejné jako nečistoty, které se do povrchu obrobků dostaly.

.7 i j < ťí ; ·° - í

PATENTOVÉ iN Á -R^· O K Y a

1. Způsob zpracování obrobků (30,110,120) kapalinou, zejména čištění kovových obrobků pro tepelné zpracování následující za čištěním, vyznačující, tím, že. sestává ze způsobových kroků

a) dopravení obrobků (30,110,120) do prací nádrže (12, 104,151) o kapacitě mezi. 1 m³ a 10 m³,

b) uzavření prací, nádrže (12,104,151),

c) oplachování obrobků, (30,110,120), pokrývající jejich plochy, beztlakovým proudem (80) první pracovní kapaliny, s výhodou čisticí kapaliny (42) s teplotou mezi 50 °č a 90 °Č, přičemž proud (80) má nastaven průtok mezi 100 m³/h a 300 m³/h na m² . povrchu obrobku, po dobu mezi 1 a 10 minutami., přičemž první pracovní kapalina (42) se kontinuálně z prací nádrže (12,104,151) odtokem (65,105) vypouští,

d) uzavření odtoku (65,105), dokud se prací nádrž (12,104) proudem (80) nenaplní až k přepadu (38,111),

e) zredukování průtoku o 30 % až 100 %,

I

f) vhánění plynu ode dna prací nádrže (12,104,151.) tak, že obrobky (30,110,120) jsou obtékány plynovými bublinami (127) po dobu 3 až 5 minut,

g) otevření odtoku (65,105) při současném opětovném zvýšení průtoku na 80 % - 100 % podle kroku c), dokud: není prací nádrž (12,104,151) prázdná,

h) souběžně s kroky c) až g) kontinuální čištění a zpětné vedení první. pracovní kapaliny (42) odtékající, respektive přetékající z prací nádrže (12,104,151),

i) popřípadě jedno nebo několikeré opakování kroků

c) až h) s druhou pracovní kapalinou, s výhodou oplachovací kapalinou (47) a

k) vzduchotěsné uzavření prací nádrže (12,104,151) a t-

Claims

tvytváření podtlaku, mezi 60 a 350 hektopascaly po dobu. 3 až 10 minut.
2. Způsob podle, nároku 1, vyznač u. jící se t í m, že jako oplachovací kapalina (47) se použije zcela odsolená voda a tato odsolená voda se podle kroku, i) nahradí pracím prostředkem a. použije se pro další, následující, provádění způsobu jako-čisticí, kapalina (42) ..
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj ící s; e.· t, í. m, že. ' s· vytváří, jemně perlivý proud plynu, zejména s velikostí, bublinek v milimetrovém rozsahu.

4. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznáč u.. j í c í se t; í. m, že plyn (141) se vpravuje do kapaliny (47) pulsované s rázovitě zvyšovaným tlakem.

5. ó. u j í Způsob podle jednoho z nároků 1. až. 4, v y z’ n a - vzduch. c í m s e t í. m, : že plynem (141) je 6. Způsob podle j ednoho z nároků. 1 až 4, vyzná- č u j í. c í m s e t í, m, že plynem· (141) j e ochranný plyn, i nevyvoláváj ící žádné 'chemické reakce s povrchem obrobku (30,110,120) a/nebo nepodporující takové chemické reakce. 7. Způsob podle, jednoho z nároků 1 až 6, vyzná- c u j í c í s e t í m, že čisticím, prostředkem (42) je

voda, do níž se přidá měkký čisticí prostředek rozpouštějící tuky, nevyvolávající žádné chemické reakce s povrchem obrobků (30,110,120) a/nebo nepodporující takové chemické reakce.

8. Způsob podle nároku 7,vyznačující se tím, že čisticí prostředek je neutrální až mírně alkalický.

9. Způsob podle jednoho z nároků l. až 3, vyznačující se t í m, že vtlačovaný plyn (141) má tutéž teplotu jako kapalina (42,47).

10. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 9, vyznačující s e t í, m, že obrobky (110,110') se jako sypký materiál nasypou do bubnu (106) prostupného pro kapalinu, přičemž buben (106) se ponoří do kapaliny (42,47) a bublinky plynu jím proudí.

11. Zařízení k provádění způsobu podle jednoho z nároků laílO, vyznačující se tí i, že sestává z.

vzduchotěsně uzaviratelné prací nádrže (12,104,151), přidržovacího zařízení (28,118,152), uspořádaného v prací nádrži (12,104,151),pro obrobky (30,110,120), zejména kovové obrobky (30,110,120), alespoň jedné nádrže (14,16) pro pracovní kapalinu (42,47),

- beztlakové sprchy (52,118,152), uspořádané nad přidržovacím zařízením (28,118,152), prvního potrubního a ventilového systému (41,41a, 43,51,51a) pro spojení nádrže- (14,16) s- beztlakovou Sprchou (52,113,157), druhého potrubního a ventilového systému (66,67, 67a) pro spojení nádrže (14,16) s odtokem prací, nádrže (12,104,151),

- třetího potrubního a ventilového systému (40,40) pro spojení nádrže (14,16) s přepadem (38,111) prací nádrže (12,104,151), zařízení (22,122) pro vhánění plynu, uspořádaného v prací nádrži (12,104,151) v oblasti přidržovacího zařízení (28,118,152), čtvrtého potrubního a ventilového systému (61) pro spojení zařízení (22,122) pro vhánění plynu s nádobou. (60) na plyn, vývévy (70), pátého potrubního a ventilového systému (71,71a) pro spojení, vývévy (70) s vnitřním prostorem prací nádrže (12,104,151) a řídicího přístroje (75) pro programové řízené ovládání, prvního až pátého potrubního a ventilového systému (41,41a,43,51,51a,66,67,67a,40,40a,61,71, 71a).

12;. Zařízení, podle nároku 11, vyznačující, se t ím, že zařízení (22,122) pro vhánění vzduchu má stěny obrácené do kapaliny (42,47) opatřené otvory (64,128,129), kterými, se plyn (141) vtlačuje do kapaliny (42,47).

13. Zařízení podle nároku 12, vyznačující s e t. í m,. že perforované stěny pokrývají celou plochu, dna prací nádrže (12,104,151).

14. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že stěny probíhají v prací nádrži. (104) i po stranách, a že plyn (141) se bočními otvory (128) vtlačuje pod· takovým tlakem, že proud plynu v bočním směru dosahuje alespoň středu plochy prúře-zu prací nádrže. (104).

15. Zařízeni, podle jednoho ó u j í c í s e t í m, že ní plynu je vytvořeno jako umístitelné v prací nádrži obrácená do kapaliny (42 (64,128,129).

16. Zařízení podle nároku se tím, že těleso (63,126 a že segmentovité části (130,1 z nároků 11. až 1.4, vyzná zařízení (22,122) pro vhánědvousténné těleso (63,126), (12,104,151), jehož strana 47) je opatřena otvory

5, vyznačující je segmentovité rozděleno, 4,135) jsou napájeny plynem (141) nezávisle na sobě.

17. Zařízení podle nároku 14 nebo 15, vyznačující se t í m, že stěny tělesa (63,126) jsou vytvořeny jako perforovaný ocelový plech.

18. Zařízení podle jednoho z nároků 11 až 14, vyznačující se t í m, že zařízení pro vhánění plynu je vytvořeno jako porézní keramika.