DE10118601C1 - Verfahren zum Betrieb einer Reinigungsanlage - Google Patents
Verfahren zum Betrieb einer ReinigungsanlageInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Reinigungsanlage mit folgenden Verfahrenschritten: DOLLAR A a) Entfernen der Luft aus einer Arbeitskammer (4), einem Kondensator (8) und einem Leitungssystem (9, 12) durch Anlegen eines hohen Unterdrucks nach dem Verschließen der Arbeitskammer (4), DOLLAR A b) Reinigen des Reinigungsguts durch das Lösemittel, wobei zuletzt Lösemittel-Sattdampf der Arbeitskammer (4) zugeführt wird, DOLLAR A c) Herstellen einer ersten Verbindung (14) zwischen der Arbeitskammer (4) und dem luftgekühlten Kondensator (8) bis ein Druckausgleich zwischen der Arbeitskammer (4) und dem Kondensator (8) vorhanden ist, DOLLAR A d) Unterbrechen der ersten Verbindung (14) und Herstellen einer zweiten Verbindung (16) zwischen der Arbeitskammer (4) und dem Kondensator (8), wonach Dampf von der Arbeitskammer (4) abgesaugt und auf einen Druck verdichtet wird, bei welchem seine Temperatur über der Kühltemperatur des Kondensators (8) liegt, DOLLAR A e) Zuführen des im Kondensator (8) erzeugten Lösemittelkondensats zum Vorratsbehälter (28) während der Schritte c) und d) und DOLLAR A f) Belüften der Arbeitskammer (4).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Reinigungsanlage.
Solche Anlagen dienen der Reinigung von Werkstücken mittels eines Lösemittels in einer
verschließbaren Arbeitskammer. Als Lösemittel werden üblicherweise Kohlenwasserstoffe,
Chlorkohlenwasserstoffe und Alkohole eingesetzt.
Bei einer bekannten Reinigungsanlage (Pero-Reinigungsanlage 2500) wird nach dem
Einbringen der zu reinigenden Werkstücke in die Arbeitskammer diese verschlossen und ein
Unterdruck an die Arbeitskammer angelegt, um die in der Arbeitskammer befindliche Luft
weitgehend zu beseitigen. Anschließend läuft ein vorgegebenes Reinigungsprogramm ab, bei
dem auch eine Dampfentfettung vorgesehen ist. Hierzu wird eine Verbindung zwischen der
Arbeitskammer und einem Dampfbehälter hergestellt, wodurch Lösemitteldampf in die
Arbeitskammer strömt. Nach Beendigung des Reinigungsprogramms wird ein Trockenprozeß
eingeleitet, in dem ein Gebläse den Lösemitteldampf aus der Behandlungskammer zu einem
Kondensator fördert. Der Kondensator besteht aus einem bei sehr tiefen Temperaturen
arbeitenden Kälteaggregat, das je nach dem verwendeten Lösemittel eine Temperatur von
-40°C bis -60°C aufweist. Hierdurch kondensiert der Lösemitteldampf. Um die letzten
Lösemittelreste aus der Arbeitskammer zu beseitigen, wird die in der Arbeitskammer
befindliche lösemittelhaltige Luft durch Anlegen eines hohen Unterdrucks abgesaugt und dem
Kondensator zugeführt. Vom Kondensator gelangt die Luft zu einem Gassammelbehälter. Die
Luft im Gassammelbehälter weist noch Reste des Lösemitteldampfes auf. Nunmehr wird ein
Belüftungsventil geöffnet, wodurch Frischluft in die Arbeitskammer einströmen kann.
Herrscht iri dieser Normaldruck, wird die Arbeitskammer geöffnet und die gereinigten
Werkstücke entnommen.
Der apparative Aufwand bei dieser Reinigungsanlage ist erheblich, insbesondere wegen des
als Kälteaggregat ausgebildeten Kondensators. Obwohl dieser bei sehr tiefen Temperaturen
arbeitet, ist es nicht möglich, die lösemittelhaltige Luft, die beim Trockenprozeß in die
Behandlungskammer eingeleitet wird, nach ihrem Absaugen völlig vom Lösemittel zu
befreien, so daß als zusätzlicher Aufwand ein Gassammelbehälter erforderlich ist.
Aus der DE 195 27 317 A1 ist bereits ein Reinigungsverfahren bekannt, bei dem
Lösemitteldampf nach dem Evakuieren der Arbeitskammer dieser zugeführt wird, nach dem
Reinigungsvorgang mittels einer Vakuumpumpe zur Regenerierung in einen Kondensator
gelangt, dass erzeugte Lösemittelkondensat einem Vorratsbehälter zugeleitet wird und in der
Arbeitskammer zum Entnehmen des Reinigungsgutes eine Belüftung erfolgt.
Es besteht die Aufgabe, das Verfahren so auszubilden, daß als Kondensator ein luft- oder
wassergekühlter Kondensator verwendet werden kann.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß auf die relativ
teuren und wartungsintensiven Kälteaggregate verzichtet werden kann. Zur Durchführung des
Verfahrens sind weniger und einfacher aufgebaute Bauteile erforderlich, wodurch der
Wartungsaufwand verringert und die Betriebskosten gesenkt werden können. Mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, im niederen Temperaturbereich z. B. auch
Kunststoffe zu reinigen, so daß die FCKW's ersetzt werden können. Aufgrund des geringen
Lösemittelausstoßes kann das Verfahren auch ohne aufwendige Filter- und
Rückgewinnungssysteme betrieben werden.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert, die
schematisch den Aufbau einer Reinigungsanlage wiedergibt.
Die schematisch dargestellte Reinigungsanlage enthält einen Dampferzeuger 1, in dem
flüssiges Lösemittel zur Erzeugung eines gesättigten Lösemitteldampfs erhitzt wird. Von dem
Dampferzeuger 1 führt eine erste Dampfleitung 2 mit einem darin angeordneten Absperrventil
3 zu einer druckdicht verschließbaren Arbeitskammer 4, in der die zu reinigenden Teile
während des Reinigungsvorgangs untergebracht sind. An der Arbeitskammer 4 ist ein
Belüftungsventil 5 angeordnet. Von dem Dampferzeuger 1 führt eine zweite Dampfleitung 6
mit einem Dampfdruckventil 7 zu einem ersten Teil 8a eines luft- oder wassergekühlten
Kondensators 8. Die Arbeitskammer 4 ist über eine erste Absaugleitung 9 mit einer ersten
Vakuumpumpe 10 verbunden. In dieser Leitung 9 ist ein Ventil 11 angeordnet. Die erste
Vakuumpumpe 10 steht außerdem mit dem Kondensator 8 über eine zweite Absaugleitung 12
in Verbindung, in der ein weiteres Ventil 13 zwischengeschaltet ist. Von der Arbeitskammer 4
führt ferner eine erste Zweigleitung 14 mit einem Ventil 15 zu dem ersten Teil des
Kondensators 8. An die Arbeitskammer 4 ist außerdem eine zweite Zweigleitung 16
angeschlossen, die über ein Ventil 17 zu einer zweiten Vakuumpumpe 18 führt. Der Ausgang
der zweiten Vakuumpumpe 18 ist über ein weiteres Ventil 19 mit dem Eingang eines
Kompressors 20 verbunden, dessen Ausgang mit einem zweiten Teil 8b des Kondensators 8 in
Verbindung steht.
Das im Teil 8a des zweiteilig ausgeführten Kondensators 8 verflüssigte Lösemittel läuft über
eine erste Ablaufleitung 21 in einen Wasserabscheider 22 ab. Das im Teil 8b des
Kondensators 8 verflüssigte Lösemittel wird über einen Kondensatabscheider 39 in die zum
Wasserabscheider 22 führende Ablaufleitung 21 eingeleitet. Von dem Wasserabscheider 22
führt eine Verbindungsleitung 23 mit einem Ventil 24 zu einer Pumpe 25, durch die das
Lösemitteldestillat über eine durch ein weiteres Ventil 26 absperrbare Förderleitung 27 in
einen Vorratsbehälter 28 gepumpt werden kann. Von dem Vorratsbehälter 28 führt eine mit
einem weiteren Ventil 29 versehene Zufuhrleitung 30 für flüssiges Lösemittel zu der
Arbeitskammer 4. Über diese Leitung 30 kann das im Vorratsbehälter erwärmte flüssige
Lösemittel zur Durchführung einer Badreinigung in die Arbeitskammer 4 eingeleitet werden.
Zur Abführung des flüssigen Lösemittels nach erfolgter Badreinigung geht von der
Arbeitskammer 4 eine zweite Ablaufleitung 31 ab, welche in die zwischen dem
Wasserabscheider 22 und der Pumpe 25 angeordnete Verbindungsleitung 23 stromaufwärts
der Pumpe 25 mündet. In der zweiten Ablaufleitung 31 ist ein Filter 32 zur Ausfilterung von
Reinigungsrückständen zwischengeschaltet. Stromaufwärts und stromabwärts des Filters 32
ist in der Ablaufleitung 31 jeweils ein Absperrventil 33 und 34 angeordnet. Auch an dem
Dampferzeuger 1 ist eine mit einem Ablaufventil 35 versehene dritte Ablaufleitung 36
vorgesehen, die ebenfalls in die Leitung 23 mündet. Zwischen dem Vorratsbehälter 28 und
dem Dampferzeuger 1 verläuft außerdem eine Überlaufleitung 37 mit einem Absperrventil 38.
Mit Hilfe des Dampfdruckventils 7 wird der Dampfdruck im Dampferzeuger 1 geregelt. Das
Dampfdruckventil wird bei Überschreiten eines einstellbaren Dampfdruck-Grenzwertes
geöffnet und bei Unterschreiten des gewünschten Dampfdrucks geschlossen. Wenn das
Dampfdruckventil 7 geöffnet ist, stellt sich in dem System ein Druck ein, der dem
Gleichgewicht zwischen Verdampfer und Kondensations-Temperatur entspricht. Bei
Verwendung von Trichlorethylen als Lösemittel und luftleerem System beträgt dieser Druck
ca. 150 mbar. Die Dampftemperatur von Trichlorethylen bei 150 mbar liegt jedoch bei nur ca.
40°C, was z. B. zum Entfernen von erst bei 55°C schmelzenden Polierpasten nicht ausreichend
ist. Die Einstellung des Dampfdruckventils kann dann z. B. so gewählt werden, daß dieses erst
bei 950 mbar öffnet, was einer Dampftemperatur von ca. 83°C entspricht. Über das
Dampfdruckventil kann so die für das verwendetet Lösemittel und den jeweiligen
Einsatzzweck optimale Dampftemperatur festgelegt werden.
Die Arbeitsweise der Reinigungsanlage ist wie folgt:
Vor dem eigentlichen Reinigungsbetrieb wird über die Vakuumpumpe 10 zunächst die im System befindliche Luft abgesaugt. Wenn das System luftleer ist, kann eine kontinuierliche Destillation erfolgen, ohne daß die Vakuumpumpe 10 weiterläuft. Dabei strömt der im Dampferzeuger 1 erzeugte Lösemitteldampf bei geschlossenem Ventil 3 über die Leitung 6 zu dem Teil 8a des Kondensators 8 und wird dort verflüssigt. Das aus dem Kondensator 8 austretende Kondensat gelangt in den Wasserabscheider 22. Das dort vom Wasser getrennte Destillat wird durch die Pumpe 25 über die Leitung 27 wieder in den Vorratsbehälter 28 eingeleitet. Überschüssiges Lösemittel kann über die Überlaufleitung 37 in den Dampfdruckbehälter 1 abgeleitet werden. Durch die kontinuierliche Destillation kann eine gleichbleibende Reinigungsqualität gewährleistet und eine Anreicherung des Lösemittels mit Ölen und Fetten verhindert werden.
Vor dem eigentlichen Reinigungsbetrieb wird über die Vakuumpumpe 10 zunächst die im System befindliche Luft abgesaugt. Wenn das System luftleer ist, kann eine kontinuierliche Destillation erfolgen, ohne daß die Vakuumpumpe 10 weiterläuft. Dabei strömt der im Dampferzeuger 1 erzeugte Lösemitteldampf bei geschlossenem Ventil 3 über die Leitung 6 zu dem Teil 8a des Kondensators 8 und wird dort verflüssigt. Das aus dem Kondensator 8 austretende Kondensat gelangt in den Wasserabscheider 22. Das dort vom Wasser getrennte Destillat wird durch die Pumpe 25 über die Leitung 27 wieder in den Vorratsbehälter 28 eingeleitet. Überschüssiges Lösemittel kann über die Überlaufleitung 37 in den Dampfdruckbehälter 1 abgeleitet werden. Durch die kontinuierliche Destillation kann eine gleichbleibende Reinigungsqualität gewährleistet und eine Anreicherung des Lösemittels mit Ölen und Fetten verhindert werden.
Nachdem die Arbeitskammer 4 mit den zu reinigenden Teilen befüllt und verschlossen und
von der Vakuumpumpe 10 über die Leitung 9 bis zu einem Druck unterhalb von 1 mbar
evakuiert wurde, wird das Ventil 11 geschlossen und es kann die eigentliche Reinigung der
Teile nach einem auswählbaren Reinigungsprogramm erfolgen.
Zum Waschen der Teile in einem Reinigungsbad wird das Ventil 29 geöffnet, wodurch die
Arbeitskammer 4 mit dem im Vorratsbehälter 28 erwärmten Lösemittel geflutet werden kann.
Nach Beendigung der Badreinigung wird das Lösemittel über die dann geöffneten Ventile 33
und 34 sowie den Filter 32 abgelassen und kann über die Pumpe 25 wieder in den
Vorratsbehälter 28 zurückgeführt werden.
Zur Durchführung einer Dampfentfettung wird das Ventil 3 geöffnet, wodurch der im
Dampferzeuger 1 befindliche Lösemittel-Sattdampf über die Leitung 2 in die Arbeitskammer
strömt. In der Arbeitskammer 1 wird das zu reinigende Gut durch den Lösemitteldampf von
anhaftendem Fett oder Öl befreit.
Am Ende dieses Reinigungsschrittes wird das Ventil 15 geöffnet, wodurch Sattdampf aus der
Arbeitskammer 4 zum Teil 8a des luft- oder wassergekühlten Kondensators 8 bis annähernd
zum Kondensationsdruck des Kondensators strömt und dort verflüssigt wird. Das aus dem
Kondensator 8 austretende Kondensat wird über den Wasserabscheider 22 und die Pumpe 25
wieder dem Vorratsbehälter 28 zugeführt.
Stellt sich ein Druckausgleich zwischen der Arbeitskammer 4 und dem Teil 8a des
Kondensators 8 ein, wird das Ventil 15 geschlossen und das Ventil 17 geöffnet. Über die
zweite Vakuumpumpe 18 wird der noch in der Arbeitskammer 4 befindliche restliche
Lösemitteldampf abgesaugt und durch den Kompressor 20 verdichtet. Über den Kompressor
20 wird der Druck so erhöht, daß der restliche Lösemitteldampf durch eine Luft- oder
Wasserkühlung auskondensiert werden kann. Die Druckerhöhung hängt vom verwendeten
Lösemittel ab. Bei Verwendung von z. B. Trichlorethylen oder Perchlorethylen als Lösemittel
wird der Druck auf über 1 bar erhöht. Bei Verwendung von Methylchlorid wird der Druck auf
mehr als 2 bar erhöht. Dadurch wird der Lösemitteldampf derart warm, daß er mit einer Luft-
oder Wasserkühlung leicht kondensierbar ist. Der über den Kompressor 20 verdichtete Dampf
wird so im Teil 8b des Kondensators 8 verflüssigt und das Kondensat kann über den
Kondensatabscheider 39 und den Wasserabscheider 22 wieder dem Vorratsbehälter 28
zugeführt werden.
Anstelle des Kompressors 20 kann auch ein druckgesteuertes Absperrventil bzw.
Überströmventil vorgesehen werden, das erst öffnet, wenn der durch die Vakuumpumpe 18
druckseitig mögliche Druck erreicht wird. Auch dadurch kann der dem Kondensator
zugeführte Restdampf auf einen Druck gebracht werden, der eine Kondensation mit einer
Luft- oder Wasserkühlung ermöglicht.
Sind die restlichen Lösemitteldämpfe aus der Arbeitskammer 4 abgesaugt, dann wird das
Ventil 17 geschlossen. Das Belüftungsventil 5 kann nunmehr geöffnet werden, wodurch
Frischluft in die Arbeitskammer 4 strömt. Herrscht ein Druckausgleich zwischen der
Umgebung und der Arbeitskammer 4, kann diese geöffnet und die gereinigten Werkstücke
können entnommen werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Kondensator 8 zweigeteilt.
Der Kondensator kann aber auch einteilig ausgeführt sein, wenn entsprechende Maßnahmen
zur Gewährleitung der unterschiedlichen Druckverhältnisse während der unterschiedlichen
Kondensationsphasen getroffen werden.
Claims (3)
1. Verfahren zum Betrieb einer Reinigungsanlage, die eine verschließbare
Arbeitskammer (4) zur Behandlung eines Reinigungsguts mit einem Lösemittel,
einen Dampferzeuger (1), zur Erzeugung eines Lösemittel-Sattdampfs, eine
Vakuumpumpe (18) zum Abpumpen des Lösemittel-Sattdampfs aus der
Arbeitskammer (4) nach der Behandlung des Reinigungsguts mit dem Lösemittel-
Sattdampf, einen Kondensator (8) zur Kondensation des Lösemitteldampfs und eine
Pumpe (25) zur Rückführung des Lösemittelkondensats in einen Vorratsbehälter
(28) enthält, mit folgenden Verfahrensschritten:
- a) Entfernen der Luft aus der Arbeitskammer (4), dem Kondensator (8) und aus einem Leitungssystem (9, 12), das Arbeitskammer (4) und Kondensator (8) miteinander verbindet, durch Anlegen eines hohen Unterdrucks nach dem Verschließen der Arbeitskammer (4),
- b) Reinigen des Reinigungsguts in der Arbeitskammer (4) durch das Lösemittel, wobei zuletzt Lösemittel-Sattdampf vom Dampferzeuger (1) der Arbeitskammer (4) zugeführt wird,
- c) Herstellen einer ersten Verbindung (14) zwischen der Arbeitskammer (4) und dem Kondensator (8), bei dem es sich um einen luft- oder wassergekühlten Kondensator handelt, bis ein Druckausgleich zwischen der Arbeitskammer (4) und dem Kondensator (8) vorhanden ist,
- d) Unterbrechen der ersten Verbindung (14) und Herstellen einer zweiten Verbindung (16) zwischen der Arbeitskammer (4) und dem Kondensator (8), wonach Dampf von der Arbeitskammer (4) abgesaugt und auf einen Druck verdichtet wird, bei welchem seine Temperatur über der Kühltemperatur des luft- oder wassergekühlten Kondensators (8) liegt,
- e) Zuführen des im Kondensator (8) erzeugten Lösemittelkondensats zum Vorratsbehälter (28) während der Schritte c) und d) und
- f) Belüften der Arbeitskammer (4) nach Erreichen eines vorgegebenen Unterdrucks in der Arbeitskammer (1) und Öffnen der Arbeitskammer (1).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Entfernen
der Luft die erste und die zweite Verbindung verschlossen und während des
Reinigens des Reinigungsguts verschlossen gehalten werden.
3. Verfahren nach nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu
entfernende Luft abgekühlt wird.
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