專利名稱：表面處理設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別是用于金屬或非金屬物體的上漆、涂覆、干燥和 與此有關(guān)的預處理的表面處理設備，該設備具有一回路，液體在該回路內(nèi)循環(huán)。
背景技術(shù)：
這種表面處理設備在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的。它們用于以不同方法， 例如通過涂抹油漆和其它涂層來處理物體表面。通常，這種設備包含多個 用于不同處理工步——例如預處理、上漆和干燥——的單個處理工位。為 此，金屬物體但也可以是非金屬物體的待處理物體借助于輸送系統(tǒng)從一個 處理工位輸送到另一個處理工位。在各個處理工位中通常有較大量的液體循環(huán)流動。液體用于例如清洗 工位，給物體除油或沖洗物體，或用作顏料載體。出于成本和環(huán)保的原因， 這些液體一般在其第一次使用后不處理掉，而是在一回路內(nèi)循環(huán)并輸送給 一再制裝置。 一般在液體被重新使用之前，在該再制裝置內(nèi)對液體進行機 械和化學物理清洗。用這種方法使使用一次的液體不再需要完全更換。一 般僅僅以這樣的方式進行補充，即連續(xù)地或以 一定的時間間隔輸入少量液 體，以補償例如由于物體帶出液體或由于蒸發(fā)造成的液體損失。由于液體在回路內(nèi)逗留時間長，在液體內(nèi)可能滋生微生物。如果液體 是熱的__例如在電泳浸漬上漆時常常是這種情況，微生物滋生特別快。 在該文中，微生物除了指細菌和其它單細胞生物外還指真菌和藻類。如果這些微生物的滋生不受抑制，這些微生物會導致嚴重損害操作者 的健康，甚至可能必須使設備停機。當噴射液體時，微生物特別容易轉(zhuǎn)移
到空氣中，例如在清洗噴漆室時便是這種情況。此外，存在這樣的危險，即微生物積聚在表面上并因而例如堵塞具有 小直徑的過濾器或管子。如果微生物沉積在待處理物體的表面上，便可能 損害處理結(jié)果，例如油漆瘋斑。因為微生物在物體被輸送時從一個工位傳 遞到另 一個工位，所以也存在這樣的危險，即微生物被帶入這樣的區(qū)域—— 在這些區(qū)域內(nèi)由于不利的化學和溫度條件微生物得以超乎想象地繁衍。例 如油漆浸漬池內(nèi)的物質(zhì)被微生物污染，可能使得需要花大成本地更換池內(nèi) 所含的、液體。因為每立方厘米大于108個微生物的高微生物濃度可能比較迅速地形成，所以為了殺菌在液體內(nèi)摻入生物滅殺劑，這里生物滅殺劑是指殺菌劑 和殺真菌劑。通過生物活性有毒物質(zhì)雖然能使微生物濃度保持得比較小， 但是這種殺菌方法成本高。此外，生物殺菌劑是添加劑，添加劑同樣可能 損害處理結(jié)果并使廢水的生物凈化更困難。在采用生物化學藥劑時，另一 個問題是大量微生物形成有抵抗力的菌種的能力，這些有抵抗力的菌 種一 一 即使可能的話一一也只能用新的并因此特別昂貴的藥劑才能有效地 去除。發(fā)明內(nèi)容鑒于這種背景，本發(fā)明的目的是，改進表面處理設備，使得可以方便 和低成本地在循環(huán)液體中減小微生物濃度。按照本發(fā)明，所述目的通過這樣的方法來實現(xiàn)，即為了對液體殺菌在 回路內(nèi)設置一用于以機械方式打開細胞膜的裝置。因此，不是用生物化學方法殺死#^生物，而是施加機械作用力使得細 胞膜不可逆轉(zhuǎn)地打開，由此使細胞質(zhì)從細胞中流出，從而導致其死亡。這 種殺菌方法具有這樣的優(yōu)點，即除了被殺死的生物物質(zhì)外，在液體中不會 像用生物滅殺劑處理時的情況一樣留下殘留物。其次，這種以機械方式殺 滅微生物可以成本較低和有效地進行。這種方法的另一個優(yōu)點是，在借助 于生物滅殺劑以生物化學方法殺菌的情況下會產(chǎn)生有抵抗力的菌種，而采
用機械殺菌方法可最終去除微生物。最后，當液體是渾濁的或包含具有很 強吸收力的顏料時，以機械方式打開細胞膜來殺菌也是有效的，這相對于 迄今為止為了殺菌一直采用的用短波電磁射線例如紫外線照射來說是一個 重要的優(yōu)點。用于以機械方式打開細胞膜的裝置例如可以是 一 電穿孔(Elektroporation )裝置，"電穿孔"的概念是指細胞在短時間內(nèi)經(jīng)受強 電場的方法。在細胞膜上已經(jīng)存在的極小的孔在電場作用下這樣擴展，使 得即使在電場衰減后它們也不能重新閉合。其前提條件僅僅是，電場具有 足夠的場強并且在維持時間長于一定的最小持續(xù)時間后撤除。這種殺死生物細胞的方法可從H.Bluhm等人的發(fā)表于卡爾斯魯爾(Karlsruhe )研究中心報導的3/2003， 35期，第105至110頁上的標題 為"Aufschlup und Abt6tung biologischer Zellen mit Hilfe starker gepulster elektrische Felder (借助于強脈沖電場分解和殺死生物細胞)"的論文得 知。迄今為止，在殺菌方面由例如在US2002/0144957A1中所述的廢水處 理設備凈化廢水受到普遍重視。但是，通過電穿孔殺死細菌和其它微生物 比打開植物細胞——例如用在工業(yè)榨汁機中更難。發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，在生物廢水的電穿孔中所述的困難在表面處理設備中不 存在或僅僅在有限程度上出現(xiàn)。這例如與只有較小量的生物材料被從外部 帶入表面處理工位有關(guān)。但是，最重要的是，液體循環(huán)流動比較頻繁，因 而使得即使較小的殺菌率也足以將微生物濃度保持在非常低的水平。也可以采用一氣蝕裝置(Kavitationseinrichtung)來代替電穿孔裝置， 該氣蝕裝置使液體這樣加速，使得由氣蝕引起的壓力沖擊打開細胞膜。氣 蝕的概念是指在例如當局部瞬時壓力低于液體蒸汽壓力時形成的減壓區(qū)內(nèi) 在液體內(nèi)部形成充氣空腔。如果在流動的液體加速時壓力下降到蒸汽壓力 以下，那么便形成蒸汽氣泡，這些氣泡在壓力上升時內(nèi)爆破裂，由此引起 的體積的突然變化可能出現(xiàn)高達10000bar的壓力沖擊，該壓力沖擊可石皮壞 細胞膜。為了產(chǎn)生氣蝕必須降低液體靜壓力。這可以通過加速液體流動來實現(xiàn)，
正如例如在液體流過一狹窄部位時所出現(xiàn)的那樣。加速也可以通過與快速 運動的零件——例如泵的轉(zhuǎn)子——的接觸來實現(xiàn)?；芈房梢蕴貏e是用來重新制備液體的再制裝置的一部分，再制裝置可 以依次配設于一個或多個處理工位。在預處理工位，例如去油工位或者噴射或浸漬沖洗工位中經(jīng)常使用熱沖洗液工作，在這些沖洗液中微生物找到 良好的繁衍條件。在設置在預處理工位下游的浸漬或噴漆工位中通常也設 有用于重新制備循環(huán)液的再制裝置，循環(huán)液既有油漆也有油漆清洗水。在 例如電泳浸漬上漆槽內(nèi)同樣存在較高的溫度，并且對槽液的殺菌特別關(guān)鍵， 因為更換油漆會造成很大的費用。


本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點從以下結(jié)合附圖對一示例性實施例的說明中得知。附圖中圖l是一上漆生產(chǎn)線的預處理區(qū)的框圖；圖2是在圖1中所示的預處理區(qū)內(nèi)的浸漬去油工位的縱剖視示意圖； 圖3是在圖1中所示的預處理區(qū)內(nèi)的噴射沖洗工位的縱剖視示意圖； 圖4是電穿孔裝置的簡化橫截面視圖，在該裝置內(nèi)產(chǎn)生電暈放電。
具體實施方式
圖1以框圖的形式表示一上漆生產(chǎn)線的總體以IO表示的預處理區(qū)，在 該生產(chǎn)線上給汽車白車身上漆。這里假設，預裝的白車身借助于未畫出的 輸送系統(tǒng)沿箭頭所示順序從一個工位輸送到另一個工位，并在那里用不同 的方法進行處理。因為制造白車身的板件在加壓深拉之前上過油，所以白車身在到達預 處理區(qū)IO內(nèi)時，被覆蓋了一層薄的油膜。為了對白車身進行去油，設置了 三個工位12、 14和16，在這些工位上以/^知的方法進行飛濺去油、噴射 去油或者浸漬去油。在去油工位12、 14、 16下游連接兩個沖洗工位17、 18。在工位20和22上進行浸漬活化或鋅-磷化處理。在工位22下游連接三個工位24、 26、 28，在這些工位上用去鹽的水沖洗白車身。在上漆工位30進行電泳浸漬涂 覆，其中白車身浸在油漆池內(nèi)并在一電場中涂覆。在上漆工位30下游連接 兩個超滲濾沖洗工位32、 34以及一噴射沖洗工位36,在該工位上白車身 再次用去鹽的水沖洗，從而結(jié)束白車身在上漆生產(chǎn)線預處理區(qū)10內(nèi)的預處 理。然后，在白車身離開上漆生產(chǎn)線之前，對其進行干燥、噴漆、再次干 燥以及其它可能的處理。在圖2中給出了浸漬去油工位16的縱剖^L示意圖。浸漬去油工位16 包括一裝有熱水40的浸漬池38。水40中摻入去垢劑，去垢劑有助于從浸 入的白車身42上去除任何油跡。水40借助于泵50通過回路44不斷地循 環(huán)，如箭頭所示。其中，水40流過一將水40加熱的加熱裝置52。在回路 44內(nèi)還可以設置其它i殳備。其中例如可以考慮過濾元件或輸入裝置，可以 用這些裝置添加去垢劑或水，以補充白車身42從浸漬池38中帶走的水。在被加熱的并含有油跡的水40中，細菌和其它微生物找到迅速繁衍的 有利條件。這些微生物可能與車身42—起被帶入后續(xù)處理工位，在這些工 位上微生物可能會繼續(xù)繁衍。如果微生物濃度超過一定數(shù)量級，那么微生物便可能堵塞過濾器等等 內(nèi)的小孔或橫截面小的管子并由此引起功能故障。此外，存在這樣的危險， 即微生物沉積在白車身42上并影響處理結(jié)果。在浸漬池38內(nèi)處理以后，將白車身42從水40中取出。這時白車身 42與周圍空氣接觸。這樣，白車身42上的微生物可能轉(zhuǎn)移到空氣中，損 害操作人員的健康。特別危險的病原體例如軍團菌，甚至可能使得整個上 漆生產(chǎn)線必須停工。為了減小這種危險和損害，在回路44內(nèi)設置一電穿孔裝置54以殺滅 水40中的細菌。在圖2所示的示例性實施例中，電穿孔裝置54位于泵50 和加熱裝置52之間。然而電穿孔裝置54也可以設置在其它位置，例如(沿 流動方向)泵50的上游、加熱裝置52的下游或在一 (有時特意為此設置 的)旁通管道內(nèi)。適用于此的電穿孔裝置是現(xiàn)有技術(shù)中公知的。關(guān)于這方面，參照開頭所述的H. Bluhm等人的論文以及DE10144486C1。在電穿孔時可以選擇 的參數(shù)如脈沖振幅、脈沖持續(xù)時間、脈沖頻率以及脈沖形狀對殺菌效果有 影響，并應與特定條件匹配。因為水40在回路44內(nèi)連續(xù)循環(huán)，所以存在 這種可能性，即在上漆生產(chǎn)線運行期間改變這些參數(shù)中的一個或幾個，由 此也可以殺死完全不同的微生物。由于電穿孔，由泵50輸送的水40中微生物密度可以減少幾個數(shù)量級。 由于連續(xù)循環(huán)，因而，微生物密度可以保持在這樣低的數(shù)值，即，使得可 以期望既不損害處理結(jié)果，也不危害健康。代替電穿孔裝置54，也可以設置一氣蝕裝置，在該裝置內(nèi)水40例如 在一管道狹窄部位或借助于一葉輪等等急劇加速。由于急劇加速在水40 中形成氣泡，這些氣泡在破裂時又產(chǎn)生強烈的壓力沖擊。這些壓力沖擊至 少部分地打開微生物的細胞膜，由此實現(xiàn)與電穿孔裝置類似的效果。因為在圖1所示的所有工位中采用液體，并將液體從原來的處理區(qū)內(nèi) 引出并在回路內(nèi)重新處理，所以其中也可以以與如上面參照圖2所述相同 的方式使用電穿孔裝置或氣蝕裝置。圖3極大簡化地示出對于其它這些工位有代表性的噴射沖洗工位36 的縱剖視圖，在該工位上汽車車身在經(jīng)過在工位32、 34上超滲濾沖洗后用 去鹽的水140噴射。水140積聚在工位36的底部，并在回路144內(nèi)重新處 理。其中，在重新噴射到白車身42上之前，水140流經(jīng)一泵150， 一過濾 和去鹽裝置156以及一電穿孔裝置154。圖4示出電穿孔裝置的可附加產(chǎn)生電暈放電的主要零件的橫截面圖。 在一直徑為ch的第一管子260內(nèi)同心地設置一直徑的第二管子262。 兩根管子260、 262構(gòu)成電穿孔裝置254的電極。管子260、 262與一可產(chǎn) 生高壓脈沖的脈沖發(fā)生器264連接。如果待殺菌的液體流過兩根管子260、 262之間的中間空腔，那么在管 子260、 262之間產(chǎn)生足夠高的場強時會形成電暈訪文電，如圖4中線266
所示。電暈放電266加強了對流過中間空腔的液體的殺菌效果。這是因為 電暈放電266在液體內(nèi)形成自由基和其它化學侵蝕性物質(zhì)，例如11202，這 些物質(zhì)以生物化學方法作用于細菌。
權(quán)利要求
1.一種表面處理設備，特別是用于金屬或非金屬物體(42)的上漆、涂覆、干燥和與此有關(guān)的預處理的表面處理設備，該表面處理設備具有一回路(44；144)，液體(40；140)在該回路內(nèi)循環(huán)流動，其特征在于在回路內(nèi)設有一用來以機械物理方法打開細胞膜的裝置(54；154；254)，以便對液體(40；140)進行殺菌。
2. 按權(quán)利要求l所述的表面處理設備，其特征在于所述裝置是一電 穿孔裝置(54; 154; 254)。
3. 按權(quán)利要求2所述的表面處理設備，其特征在于所述電穿孔裝置 (54; 154; 254)的運行參數(shù)在所述表面處理設備運行期間可改變。
4. 按權(quán)利要求2或3所述的表面處理設備，其特征在于在所述電穿 孔裝置(254)內(nèi)能夠產(chǎn)生電暈放電。
5. 按權(quán)利要求1所述的表面處理設備，其特征在于所述裝置為一氣 蝕裝置，該裝置使液體加速，使得由氣蝕引起的壓力沖擊打開細胞膜。
6. 按上述權(quán)利要求之任一項所述的表面處理設備，其特征在于所述 回路(44; 144)是用于重新制備液體(40; 140)的再制裝置的一部分。
7. 按權(quán)利要求6所述的表面處理設備，其特征在于所述再制裝置配 設于電泳浸漬上漆工位(30)。
8. 按權(quán)利要求6所述的表面處理設備，其特征在于所述再制裝置配 設于設在上漆之前的預處理工位(12、 14、 16、 17、 18、 20、 22、 24、 26、 28、 30、 32、 34、 36)之一。
9. 按權(quán)利要求8所述的表面處理設備，其特征在于所述預處理工位 是一去油工位(16)。
10. 按權(quán)利要求8所述的表面處理設備，其特征在于所述預處理工 位是一磷化處理工位(22 )。
11. 按權(quán)利要求8所述的表面處理設備，其特征在于所述預處理工位是一沖洗工位(36)。
12. 按權(quán)利要求11所述的表面處理設備，其特征在于在沖洗工位(36 ) 上用去鹽的水沖洗。
13. 按權(quán)利要求6所述的表面處理設備，其特征在于所述再制裝置 配設于用來產(chǎn)生去鹽的水的設備。
14. 按權(quán)利要求6所述的表面處理設備，其特征在于所述再制裝置 配i殳于用于噴漆的噴漆工位。
15. 按權(quán)利要求14所述的表面處理設備，其特征在于在所述再制裝 置中重新制備油漆清洗水。
16. 按上述權(quán)利要求之任一項所述的表面處理設備，其特征在于液 體是水(40; 140)或含水溶液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種表面處理設備，特別是用于金屬或非金屬物體(42)的上漆、涂覆、干燥和與此有關(guān)的預處理的表面處理設備，該設備包含一回路(44；144)，液體(40；140)在該回路內(nèi)循環(huán)。按照本發(fā)明，為了對液體(40；140)殺菌，在回路內(nèi)設置一用于以機械物理方法打開細胞膜的裝置(54；154；254)。由此可以去除細菌而不產(chǎn)生抵抗殺菌的菌種。
文檔編號A61L2/00GK101163509SQ200680013487
公開日2008年4月16日 申請日期2006年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月22日
發(fā)明者K·林克, W·斯沃博達 申請人:艾森曼設備制造有限及兩合公司