DE19546602C2 - Vakuum-Zentrifugiereinrichtung und Vakuum-Reinigungs- und Trocknungsverfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Reinigungs- und Zen­ trifugiereinrichtung, insbesondere zum Reinigen von Hohlräume oder Sacklöcher aufweisendem Schüttgut mit einer Zentrifuge, welche mit einem Unterdrucksystem in Verbindung steht.

Die Reinigung von Schüttgut, insbesondere von Schüttgut, wel­ ches Hohlräume oder Sacklöcher aufweist, mit Lösungsmitteln stellt ein besonderes Problem dar, weil die Hohlräume von dem Lösungsmittel entweder nicht erreicht oder, falls dies nicht der Fall ist, das Lösungsmittel nur schwer aus den Hohlräumen wieder entfernt werden kann. In vielen Fällen wurde Schüttgut mit Sacklöchern mit Hilfe von Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen, sogenannte Freonen, gereinigt. Freone haben den Vorteil, daß diese nur eine geringe Oberflächenspannung aufweisen und daher wesentlich leichter in Sacklöcher eindringen können als z. B. Wasser, welches eine relativ hohe Oberflächenspannung auf­ weist. Ein weiterer Vorteil der Freone ist, daß sich diese aufgrund ihres niedrigen Siedepunktes auch relativ leicht vom Schüttgut entfernen lassen. Weil die Verwendung von Freonen durch gesetzgeberische Maßnahmen jedoch stark eingeschränkt oder bereits verboten worden ist, müssen alternative Reini­ gungsmethoden eingesetzt werden. Abgesehen von den vorgenann­ ten Problemen, gibt es auch Fälle, in welchen empfindliche Produkte durch eine reine Ultraschallreinigung beschädigt wür­ den, so daß für solche Produkte eine schonendere Reinigungsme­ thode anzuwenden ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrich­ tung und ein Verfahren zur Reinigung von Schüttgut oder ande­ ren Produkten, insbesondere von solchen mit Hohlräumen oder Sacklöchern, zur Verfügung zu stellen, welches schonend, effi­ zient, schnell und vor allem umweltfreundlich ist.

Aus der älteren nachveröffentlichten DE 44 20 604 A1 ist be­ reits eine erste geeignete Vorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung von Schüttgut bekannt, das mit der vorliegenden Er­ findung weiter verbessert werden soll.

Erfindungsgemäß wird dies durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art erreicht, mit wenigstens einem in der Zentrifuge oder Vakuumkammer angeordneten Ultraschallgeber und wenigstens zwei jeweils ein Lösungsmittel oder ein Lösungsmittelgemisch aufnehmenden Behältern, welche über mit Ventilen versehene Leitungen mit der Zentrifuge in Verbindung stehen, um der Zen­ trifuge Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch zuzuleiten, mit Förderpumpen und Leitungen, um das Lösungsmittel oder das Lösungsmittelgemisch von der Zentrifuge in die Behälter zu­ rückzuleiten oder aus der Zentrifuge zu entfernen, und mit we­ nigstens einem Behälter mit einer Anschlußstelle zur Zuführung von frischem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, sowie mit einer Steuerung zum Inbetriebsetzen des Unterdrucksystems zum Evakuieren der Zentrifuge vor dem Öffnen der Ventile in den Leitungen zum Zuleiten von Lösungsmittel oder Lösungsmit­ telgemisch. Diese Vorrichtung hat den Vorteil, dass das zu reinigende Schüttgut auch durch ein Lösungsmittel mit einer hohen Oberflächenspannung, wie z. B. Wasser, gereinigt werden kann, weil durch ein vorgängiges Evakuieren der das Schüttgut enthaltenden Zentrifuge oder Vakuumkammer das Lösungsmittel auch in Hohlräume und Sacklöcher eindringt. Eine Agitation des Schüttgutes kann sodann durch kurzzeitiges Inbetriebsetzen der Zentrifuge und/oder durch Einschalten der Ultraschallgeber er­ reicht werden. Eine Beschallung kann insbesondere bei stark verschmutzten und unempfindlichen Teilen vorgesehen werden. Weiter kann durch die Zentrifugalkraft das eingesetzte Lö­ sungsmittel anschließend auch aus kleinen Hohlräumen grössten­ teils wieder herausgeschleudert werden. Durch eine gleichzei­ tige oder nachfolgende Evakuierung der Zentrifuge kann das Schüttgut sodann rasch getrocknet werden. Die Verwendung von wenigstens zwei Lösungsmittelbehältern hat den Vorteil, dass dasselbe Lösungsmittel mehrfach verwendet werden kann. Fri­ sches Lösungsmittel, welches einmal gebraucht wurde, kann in einen Behälter rezykliert und bei der Reinigung der nächsten Charge wieder eingesetzt werden. Dadurch kann die Menge an Lö­ sungsmittel oder Wasser gering gehalten werden. Ausserdem kann der Verdünnungseffekt durch mehrfaches Spülen voll ausge­ schöpft werden, sodass das Schüttgut von den anhaftenden Ver­ unreinigungen praktisch vollständig befreit werden kann.

Die Zentrifuge, die auch als einfache Vakuum-Kammer betrieben werden kann, ist erfindungsgemäß zusätzlich aus Gründen der besseren Reinigung für die Ablösung von am Produkt fest anhaf­ tenden Verunreinigungen mit Ultraschallgebern ausgerüstet, die entweder am Boden oder seitlich an der Kammer installiert sind.

Ferner kann die Zentrifuge mit einer äusseren Begleitheizung versehen sein, um durch Anheben des Taupunktes beim Vakuum­ trocknen den Verdampfungs-Kondensationskreislauf zu unterbin­ den. Ein extern installierter Kondensator, der mit dem Kühlag­ gregat in Verbindung steht, unterstützt die externe Kondensa­ tion von Spülwasser und Lösungsmittelsansätzen und erlaubt ei­ ne schnellere Evakuierung der Zentrifuge.

Ausserdem kann die Zentrifuge zusätzlich innen mit einer Strahlungsheizung ausgerüstet sein.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Lösung ist es, dass im Unterschied zu konventionellen Ultraschallreinigungs­ verfahren, wo das zu reinigende Produkt von Reinigungsbad zu Reinigungsbad in verschiedenen Behältern durch die Atmösphäre bewegt wird und dabei wieder in Kontakt mit Verunreinigungen der Luft kommt, im vorliegenden Fall das zu reinigende Produkt über den gesamten Reinigungs-Trocknungsprozess in der Zentri­ fuge verweilen kann. Für stark ölverschmutzte Produkteteile, z. B. in Drehautomaten gefertigte Teile, kann ein Oelabscheider in der Zentrifuge integriert sein. Die atmosphärische Belüf­ tung kann auch mit einem Schutzgas, wie z. B. Stickstoff, Argon etc., vorgenommen werden. Im Falle der Verwendung von Luft wird vorzugsweise ein Feinfilter für die Entfernung von Parti­ keln etc. vorgeschaltet.

Zweckmässigerweise ist eine Mikroprozessorsteuerung zur Steue­ rung und/oder Ueberwachung der Ventile, der Sensoren und des Vakuumerzeugers vorgesehen. Die Verwendung einer Mikroprozes­ sorsteuerung ermöglicht die automatische oder halbautomatische Reinigung des Schüttgutes.

Vorteilhaft besitzt die Zentrifuge einen lösungsmitteldurch­ lässigen, im Querschnitt ungefähr parabelförmigen Korb zur Aufnahme des Schüttgutes oder anderer zu trocknenden Teile, welcher drehfest mit einer Welle der Zentrifuge verbunden ist. Der im wesentlichen parabelförmige Korb hat den Vorteil, dass das Schüttgut beim Zentrifugieren nach aussen resp. nach oben wandert und bei dieser Gelegenheit das im Schüttgut gestaute Lösungsmittel fast vollständig abgibt. Das Schüttgut verteilt sich beim Zentrifugieren an den Seitenwänden des Korbes, so­ dass die Wände schlussendlich von einer fast gleich dicken La­ ge des Schüttgutes bedeckt sind. Der Korb kann insbesondere Halter, die radial nach aussen schwenkbar sein können, aufwei­ sen, um Produkte wie Röhrchen, Fläschchen etc. in einer für den Trockenvorgang vorteilhaften Lage anzuordnen. Vorteilhaft ist die Welle durch wenigstens zwei in Abstand voneinander angeordnete Lager gelagert, welche mit der Zentrifuge verbunden sind. Dadurch können hohe Drehzahlen bis zu 2000 und sind. Dadurch können hohe Drehzahlen bis zu 2000 und mehr Um­ drehungen pro Minute realisiert werden, auch wenn kleinere Un­ wuchten vorhanden sind. Bei einer vorteilhaften Ausführungs­ form ist die Welle an einem Ende in lösbarem Eingriff mit dem Lager. Dies hat den Vorteil, dass der Korb gut zugänglich ist und mühelos von oben be- bzw. entladen werden kann.

Zweckmässigerweise ist eine Dosiereinrichtung zur Zudosierung eines Reinigungsmittels zum Lösungsmittel vorgesehen. Durch das Reinigungsmittel kann z. B. die Oberflächenspannung des Wassers herabgesetzt werden und/oder stark verschmutztes Schüttgut in einer ersten Reinigungsstufe von hartnäckigem Schmutz befreit werden. Es ist weiters zweckmässig, wenn die Behälter und die Zentrifuge Füllstandsanzeigemittel mit wenig­ stens oberen und unteren einstellbaren Schaltpunkten aufwei­ sen, welche mit der Mikroprozessorsteuerung in Verbindung ste­ hen. Dadurch kann immer die gleiche Menge Lösungsmittel zudo­ siert werden. Ein weiterer (dritter) hoher Schaltpunkt kann in "fail safe"-Ausführung in Verbindung mit der Steuerung als Ueberlaufsicherung dienen. Die Füllstandsanzeigemittel können jedoch auch z. B. durch Durchflussmessgeräte ersetzt werden. Vorteilhaft weist die Zentrifuge eine Druckmessröhre mit Grenzwertschaltern auf, welche mit der Mikroprozessorsteuerung in Verbindung steht. Die Druckanzeige kann mittels der ein­ stellbaren Schaltpunkte für die Ablaufsteuerung verwendet wer­ den, indem bestimmte Ventile erst dann geöffnet oder geschlos­ sen werden können, wenn ein bestimmter Druckwert erreicht ist. Die Füllstandsanzeigen und die Druckmessröhre besitzen vor­ teilhaft wenigstens obere und untere einstellbare Schaltkon­ takte, welche dem Mikroprozessor oder Computer als Logiksigna­ le zugeführt werden können. Es ist weiter denkbar, in der Zen­ trifuge oder in den einzelnen Behältern eine Heizung vorzuse­ hen, um das Lösungsmittel oder Wasser auf eine bestimmte Tem­ peratur aufzuwärmen. Wasser wird z. B. vorzugsweise auf 40 bis 80°C, vorzugsweise 60°C, erwärmt. Dadurch kann ein allzu starkes Abkühlen des Schüttgutes beim Vakuumtrocknen verhin­ dert werden.

Als besonders vorteilhaft hat sich der Einsatz von wenigstens vier Lösungsmittelbehältern gezeigt. Solch eine Anlage ist vielseitig einsetzbar. Ausserdem kann der Verbrauch an Lö­ sungsmittel sehr gering gehalten werden. Falls erforderlich kann bei hohen Reinigungsanforderungen der Reinigungsprozess für dieselbe Charge mehrfach angewandt werden. Vorteilhaft ist das Lösungsmittel natürliches, entionisiertes oder destillier­ tes Wasser.

Erfindungsgemäss wird auch ein Verfahren zur Reinigung von Hohlräume oder Sacklöcher aufweisendem Schüttgut mittels Vaku­ um-Zentrifugierung zur Verfügung gestellt, bei welchem das Schüttgut mit einem Lösungsmittel oder einem Lösungsmittelge­ misch in einem mehrere Zyklen umfassenden Reinigungsprozess behandelt wird, wobei das Lösungsmittel eines bestimmten Zy­ klus jeweils im Reinigungsprozess der nächsten Charge im nächstniedrigeren Zyklus eingesetzt und das Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch des niedrigsten Reinigungszyklus aus dem Kreislauf entfernt wird, bei dem in einem Zyklus die Zentrifu­ ge mit dem Schüttgut jeweils evakuiert und das Lösungsmittel oder das Lösungsmittelgemisch anschliessend in die Zentrifuge eingelassen wird, bis das Schüttgut mit Lösungsmittel bedeckt ist, bei dem danach das Schüttgut mit dem Lösungsmittel in der Zentrifuge rotiert und dabei in zumindest einem Zyklus mit Ul­ traschall beaufschlagt wird, bei dem das Lösungsmittel an­ schliessend aus der Zentrifuge abgelassen und in einem Behäl­ ter zwischengelagert wird, und bei dem die Zentrifuge sodann in Betrieb gesetzt und gleichzeitig zum Trocknen evakuiert wird. Ein Evakuieren zum Trocknen kann auch vor oder nach dem Inbetriebsetzen der Zentrifuge erfolgen, und möglicherweise in der Zentrifuge angesammeltes Restwasser kann ebenfalls abge­ lassen und in einen der vorgenannten Behälter geleitet wird. Dies ist ein besonders umweltfreundliches Reinigungsverfahren, bei welchem auch Wasser, welches eine hohe Oberflächenspannung aufweist, verwendet werden kann. Durch das vorgängige Evakuie­ ren der das Schüttgut enthaltenen Zentrifuge wird erreicht, dass beim anschliessenden Fluten der Zentrifuge mit Lösungs­ mittel das Wasser in alle Hohlräume und Sacklöcher eindringen kann. Der applizierte Unterdruck sorgt zusammen mit dem Zen­ trifugieren aber auch für ein rasches Trocknen des Schüttgu­ tes. Weil bereits durch das Zentrifugieren das meiste Wasser aus dem Schüttgut herausgeschleudert wird, wird für das ab­ schliessende Trocknen durch Unterdruck nur noch kurze Zeit be­ nötigt. Es versteht sich von selbst, dass durch erwärmtes Was­ ser der Reinigungseffekt verstärkt und die Trocknungszeit her­ abgesetzt werden kann.

Vorteilhaft wird dem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch wenigstens des niedrigsten Zyklus jeweils ein Reinigungsmittel zudosiert. Unter dem niedrigsten Reinigungszyklus ist jeweils der erste Zyklus eines Reinigungsprozesses zu verstehen. Im niedrigsten oder ersten Reinigungszyklus ist das eingesetzte Lösungsmittel oder Wasser in der Regel bereits für die Reini­ gung wenigstens einer anderen Charge bereits verwendet worden, sodass es teilweise verschmutzt ist. Durch den Zusatz von Rei­ nigungsmitteln können auch stark verschmutzte Teile gereinigt werden. Als Reinigungszusatz eignen sich bekannte oberflächen­ aktive Substanzen wie Tenside, Detergenzien etc. Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von RBS gezeigt, welches biologisch abbaubar ist und nur in geringen Konzentrationen zugesetzt zu werden braucht. Zur Erzielung eines guten Reini­ gungseffekts kann das Schüttgut bereits vor dem Ablassen des Lösungsmittels kurzzeitig zentrifugiert werden, wobei die Drehzahl der Zentrifuge in der Regel kleiner als beim Trocken­ schleudern ist. Zusätzlich kann das zu trocknende Gut mit Ul­ traschall beaufschlagt werden. Durch die Verwirbelung des Schüttgutes im Lösungsmittel wird das Schüttgut quasi wie in einer Waschmaschine gereinigt. Im Unterschied zu herkömmlichen Verfahren kann daher beim vorliegenden Verfahren auf Sprühdü­ sen oder auf das Einleiten von Luft in das Lösungsmittel ver­ zichtet werden, da eine ausreichende Agitation des Schüttgutes durch Inbetriebsetzen der Zentrifuge erreicht werden kann. Zur Verbesserung der Agitation kann die Drehrichtung der Zentrifuge in kurzen zeitlichen Abständen gewechselt werden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Reinigungsvorrichtung,

Fig. 2 einen Teil-Querschnitt durch eine Zentrifuge, teilweise in Seitenansicht.

Die Reinigungsvorrichtung gemäss Fig. 1 besitzt im wesentlichen eine Zentrifuge 11, eine an die Zentrifuge angeschlossene Unterdruckquelle 13 und mehrere Behälter 15, 17, 19, 21 für Lösungsmittel, welche über Leitungen 25 mit der Zentrifuge 11 in Verbindung stehen. Eine Dosiereinrichtung 23 mit einem Vorratsbehälter 24, einer Förderpumpe 27, einem Dosierventil 29 und einem Absperrventil 31 ist an die Leitungen 25 angeschlossen, sodass ein Reinigungsmittel einem oder mehreren Behältern 15, 17, 19, 21 zudosiert werden kann. Die einzelnen Behälter 15, 17, 19, 21 sind jeweils durch Absperrventile 33 bis 39 voneinander, respektive von der Zentrifuge 11 getrennt, sodass Lösungsmittel jeweils aus einem der Behälter 15, 17, 19, 21 in die Zentrifuge 11 geleitet werden kann. Eine Leitung 40, welche durch ein Ventil 42 abgesperrt werden kann, erlaubt die Zuführung von frischem Lösungsmittel in wenigstens einen der Behälter 15, 17, 19, 21. Zur Rückführung des Lösungsmittels von der Zentrifuge 11 in einen der Behälter 15, 17, 19, 21 sind weitere Leitungen 25 und Förderpumpen 41, 43 vorgesehen. Die Pumpen 41, 43 sind über eine Leitung 45 mit einem Absperrventil 47 an die Zentrifuge 11 angeschlossen. Die Pumpen 41, 43 fördern das Lösungsmittel in die Leitungen 25, resp. Behälter 15, 17, 19, 21. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurden 2 Pumpen 41, 43 vorgesehen, um die Verschmutzung der Leitungen 25 mit Reinigungsmittel auf ein möglichst kleines Leitungsteilstück begrenzen zu können.

An der Zentrifuge 11 ist weiters eine mit einem Absperrventil 49 versehene Leitung 51 angeschlossen, welche die Entfernung von z. B. stark verschmutztem Lösungsmittel aus der Reinigungsvorrichtung ermöglicht. Ein Drucksensor 55 erlaubt es, den Druck in der Zentrifuge 11 zu messen, welche über ein Belüftungsventil 53 mit der Umgebung in Verbindung steht. Die Pumpe 13 kann durch ein Absperrventil 57 von der Zentrifuge 11 getrennt werden.

In den Leitungen 25 sind Filter 59 eingebaut, um eine Beschädigung der Pumpen 41, 43 durch Partikel zu vermeiden. Rückschlagventile 61 verhindern ein Rückströmen des Lösungsmittels, wenn nur eine der Pumpen 41, 43 in Betrieb ist. Die Behälter 15, 17, 19, 21 und die Zentrifuge besitzen Füllstandsanzeigemittel 63. Durch diese Mittel 63 kann jeweils ein oberes und ein unteres Füllstandsniveau detektiert und z. B. als Logiksignal einer Mikroprozessorsteuerung zugeführt werden. Die Behälter 15, 17, 19, 21, 24 sowie die Zentrifuge 11 lassen sich daher automatisch bis zu einem bestimmten Niveau füllen.

Die Fig. 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer eine vakuumdicht verschliessbare Kammer und einen drehbaren Korb 67 aufweisenden Zentrifuge 11. Der Korb 67 der Zentrifuge ist mit einer senkrechten Welle 69 drehfest verbunden, welche im dargestellten Ausführungsbeispiel über eine am Boden 73 der Zentrifuge 11 angeordnete Magnetkupplung 71 angetrieben ist. Der Boden 73 ist aus diesem Grund aus einem nicht magnetisierbaren Material, z. B. Aluminium, gefertigt, welcher im Bereich der Magnete 75 zweckmässigerweise verjüngt ist. Dadurch wird das Magnetfeld durch den Boden 73 nur wenig abgeschwächt. Die Magnetkupplung 71 hat den Vorteil, dass keine Durchführung durch den Boden 73 nötig ist und somit kein Risiko von Leckagen besteht.

Im Bodenbereich der Zentrifuge ist wenigstens ein Schallgeber 74 vorgesehen. Der oder die Schallgeber 74 können am Umfang der Zentrifuge in gleichen Winkeln installiert sein. Vorteilhaft erfolgt die Beschallung über der Stablänge nach oben.

Der Korb 67 ist vorteilhaft im Querschnitt ungefähr parabelförmig, wobei der Bodenbereich etwas gestreckt sein kann. Der Korb 67 besitzt mehrere, z. B. 12 Arme 75, die am oberen Ende durch einen Ring 77 verbunden sind. Grobes Schüttgut kann damit direkt in den Korb 67 gegeben werden. Bei der Reinigung von feinerem Schüttgut, wie z. B. kleinen Kölbchen, wird zuerst ein Netz in den Korb 67 eingelegt. Der Korb 67 kann aber auch durch einen Rahmen mit mehreren schwenkbar an diesem angeordneten kleineren Körbchen ersetzt sein. Damit der Korb 67 auch hohe Drehzahlen aushält, d. h. nicht zu schwingen anfängt, ist ein an die Welle 69 steckbarer Aufsatz 79 vorgesehen, welcher auf einem Absatz 87 der Welle 69 aufliegt und von unten her mit einem Siebnetz bespannt ist. Das Netz verhindert, dass das Schüttgut beim Zentrifugieren bei hohen Drehzahlen aus dem Korb austreten kann. Der Aufsatz 79 besitzt einen Bördelrand 81, welcher aussen am Ring 77 anliegt. Um den Aufsatz 79 an der Welle 69 zu fixieren, weist dieser in der Mitte eine Hinterschneidung 83 auf, in welche ein mit der Welle 69 fest verbundener Stift 85 ähnlich einem Bajonettverschluss eingedreht werden kann. Dadurch ist der Aufsatz 79 in Achsrichtung fixiert.

Zur Erhöhung der Stabilität kann auch am oberen Ende der Welle 69 ein Lager 89 vorgesehen sein. Damit der Korb 67 unbehindert von oben be- und entladen werden kann, ist das Lager 89 vorteilhaft in lösbarem Eingriff mit der Welle 69. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Lager 89 in einen Deckel 91 integriert, welcher auf die Zentrifuge gelegt werden kann. Es ist auch denkbar, dass der Deckel 91 schwenkbar an der Zentrifuge 11 angeordnet ist, sodass das Lager beim Schliessen des Deckels 91 in Eingriff mit der Welle 69 kommt.

Der Deckel 91 besitzt einen abgesetzten Rand 93, welcher an den Seitenwänden 95 der Zentrifuge 11 anliegt und dadurch zentriert wird. Der Deckel 91 kann jedoch ebenso gut mit Zentrierstiften in seiner Lage fixiert werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Deckel 91 aus einem übers Kreuz verstrebten Ring (nicht dargestellt). Ein zweiter schwenkbarer Deckel 97, z. B. aus Plexiglas, verschliesst die Zentrifuge 11. Dadurch lässt sich der Reinigungsprozess von aussen beobachten. An der Peripherie des Deckels 91 sowie am oberen Rand der Seitenwänden 95 sind Nuten 99, 103 eingearbeitet, in welche O-Ringe 101, 105 eingelegt sind. Durch Erzeugen eines Unterdrucks in der Zentrifuge 11 wird dieselbe selbsttätig gasdicht verschlossen.

Der Korb 67 ist im Bodenbereich auf einem mit der Welle 69' der Magnetkupplung 71 fest verbundenen Mitnehmerblock 107 mittels Schrauben 111 festgeschraubt. Der Mitnehmerblock 107 ist durch einen Mitnehmerstift 109 drehfest mit der Welle 69' verbunden. Die Wellen 69 und 69' sind durch einen Gewindestift 108 miteinander verbunden, wobei die im Durchmesser etwas dickere Welle 69 den Korb 67 gleichzeitig festklemmt. Die Welle 69' greift mit ihrem Ende in eine Bohrung der Welle 69 ein, sodass eine präzise und stabile Verbindung der beiden Wellen 69., 69' gebildet ist.

An der Seite der Zentrifuge 11 ist eine Füllstandsanzeige 63 vorgesehen, welche im wesentlichen aus einer By-pass-Leitung besteht. In dieser Leitung befindet sich ein ein magnetisches Material enthaltender Schwimmer (nicht dargestellt), welcher mit einem oder mehreren an der Leitung verschiebbar angeordneten Sensoren zusammenwirken kann (nicht dargestellt). Im Boden 73 der Zentrifuge befinden sich mehrere Abflussstutzen 115, 115', welche für einen raschen Abfluss des Lösungsmittels sorgen.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen Zentrifugiereinrichtung ist zusammengefasst derart, dass während eines Reinigungsprozesses einer Charge das Lösungsmittel oder Wasser von einem bestimmten Behälter über die Zentrifuge 11 jeweils in einen anderen Behälter weitergeleitet wird, wobei das Lösungsmittel in der Regel jeweils alle Behälter durchläuft. Dies bedeutet mit Bezug auf Fig. 1 z. B., dass das Lösungsmittel aus dem Behälter 21, welchem auch noch Reinigungszusätze begemischt sein können, zur Vorreinigung der verschmutzten Produkte in Zentrifuge 11 geleitet und dann in einen Auffangbehälter abgelassen wird. Im nächsten Reinigungszyklus wird das Lösungsmittel oder Wasser aus dem Behälter 15 in die Zentrifuge 11 gespiesen und dann in den Behälter 21 geleitet. Beim letzteren Schritt können dem Lösungsmittel noch Reinigungszusätze beigemischt werden. Beim darauffolgenden Zyklus wird der Inhalt des Behälters 17 für die Reinigung verwendet und dann in den Behälter 15 zurückge­ leitet. Analog wird der Inhalt des Behälters 19 nach der Rei­ nigung in den Behälter 17 geleitet. Der Behälter 19, resp. der Behälter welcher das frische Lösungsmittel oder Wasser ent­ hält, wird am Ende eines Reinigungsprozesses durch reines Lö­ sungsmittel oder Wasser aufgefüllt.

Die einzelnen Reinigungsschritte laufen im Detail wie folgt ab: Nachdem das zu reinigende Schüttgut in die Zentrifuge 11 gebracht worden ist, wird der Unterdruckerzeuger 13 einge­ schaltet und das Ventil 57 geöffnet (Ventile 39, 53, 47, 49 ge­ schlossen). Sobald ein bestimmter Unterdruck erreicht ist, wird das Ventil 57 geschlossen und die Ventile 39 und 33 ge­ öffnet. Lösungsmittel aus dem Behälter 21 strömt in die Zen­ trifuge 11. Sobald ein bestimmtes Flüssigkeitsniveau in der Zentrifuge 11 erreicht ist (Schaltpunkt der Füllstandsanzei­ ge), werden die Ventile 39, 33 geschlossen. Zur Reinigung von stark verschmutztem Schüttgut kann die Zentrifuge 11 bereits zu diesem Zeitpunkt für eine bestimmte Zeit in Rotation ver­ setzt werden. Durch die Verwirbelung des Schüttgutes und das Aneinanderschleifen desselben kann der Reinigungseffekt we­ sentlich verbessert werden. Eine weitere Verstärkung des Rei­ nigungseffekts bei sehr stark verschmutzten Teilen wird durch eine Beschallung des Schüttguts erreicht. Zur weiteren Verbes­ serung des Reinigungseffektes kann das Lösungsmittel auch noch erwärmt sein. Anschliessend wird das Ventil 53 solange geöff­ net, bis in der Zentrifuge 11 Umgebungsdruck herrscht. Danach wird das Ventil 49 geöffnet und das verschmutzte Reinigungs­ mittel fliesst ab (z. B. in den Abwasserkanal). Anschliessend werden die Ventile 53, 49 wieder geschlossen, das Ventil 57 ge­ öffnet und die Zentrifuge 11 auf einen bestimmten Unterdruck evakuiert. Sobald ein bestimmter Schaltpunkt der Druckmessröh­ re erreicht ist, wird die Zentrifuge 11 eingeschaltet. Durch die Zentrifugalkraft wird das Lösungsmittel aus den Hohlräumen und Sacklöchern geschleudert. Durch den herrschenden Unter­ druck wird das Schüttgut auch dort getrocknet, wo z. B. durch eine ungünstige Orientierung eines Teils des Schüttgutes ein Herausschleudern des Lösungsmittels verhindert wird. Dieser Vorgang dauert üblicherweise zwischen 30 Sekunden und 3 Minu­ ten. Zur Verhinderung einer Kondensation an der Zentrifugenau­ ssenwand kann dieselbe gleichzeitig von aussen beheizt sein. Darüberhinaus kann der Trockenvorgang durch eine interne Strahlungsheizung noch beschleunigt werden. Das Ende des Troc­ kenvorganges kann durch einen starken Druckabfall festgestellt werden.

Es ist darauf hinzuweisen, dass Produkte, welche in einer be­ stimmten Orientierung in der Zentrifuge angeordnet werden kön­ nen, durch das Zentrifugieren praktisch vollständig getrocknet werden können. Dies ist z. B. der Fall bei in schwenkbaren Kör­ ben angeordneten, kleinen Röhrchen oder Kölbchen, welche nur eine Öffnung besitzen. Diese werden mit der Öffnung nach unten in die Körbe gestellt, sodass beim Zentrifugieren das Wasser oder Lösungsmittel praktisch vollständig weggeschleudert wird. In so einem Fall kann sich das Evakuieren erübrigen oder dem Zentrifugieren anschliessen, um das Ende des Trockenvorganges sicherzustellen respektive festzustellen.

Das durch den oben beschriebenen Ablauf in der Zentrifuge eventuell angesammelte Restwasser, welches nicht verdampft wurde, wird nach dem Belüften der Zentrifuge 11 ebenfalls ab­ gelassen und aus der Zentrifugiereinrichtung entfernt. Die oben beschriebenen Schritte definieren den 1. oder niedrigsten Reinigungszyklus. Danach wird der ganze Vorgang wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, dass Lösungsmittel aus dem nächst­ folgenden Behälter 15, 17 oder 19 verwendet wird. Das aus der Zentrifuge 11 abfliessende Lösungsmittel des 2. Reinigungszy­ klus wird dann in den Behälter 21 geleitet. Diesem Lösungsmit­ tel, welches zur Reinigung der nächsten Charge Schüttgut ein­ gesetzt wird, kann mittels der Dosiereinrichtung 23 noch ein Reinigungsmittel zudosiert werden.

Im 3. Reinigungszyklus wird Lösungsmittel aus dem nächstfol­ genden Behälter eingesetzt, welcher das Lösungsmittel enthält, das bei der Reinigung der vorangehenden Charge im 4. Reini­ gungszyklus verwendet wurde, usw. Durch das beschriebene Vor­ gehen kann das Lösungsmittel mehrfach verwendet werden, indem das Lösungsmittel jeweils zur Reinigung von zunehmend ver­ schmutzten Produkten eingesetzt wird. Frisch zugeführtes Lö­ sungsmittel wird also in einen der Behälter 15, 17 oder 19 ge­ leitet und wandert dann nach jedem Reinigungszyklus in den nächstfolgenden Behälter, sodass der Verschmutzungsgrad des Lösungsmittels von Zyklus zu Zyklus zunimmt, respektive das Schüttgut jeweils mit zunehmend reinerem Lösungsmittel gespült wird. Durch dieses kaskadenartige Verfahren wird eine rasche und sehr effiziente Reinigung von Hohlräume aufweisendem Schüttgut erreicht.

Zur Steuerung des Reinigungsverfahrens hat sich eine Mikropro­ zessorsteuerung als zweckmässig erwiesen. Diese steuert die verschiedenen Ventile, die Pumpen und die Zentrifuge. Ausser­ dem können Zustände oder Schaltpunkte des Drucksensors, der Füllstandsanzeigemittel oder der Temperatursensoren abgefragt werden. Diese können für eine effiziente Steuerung des Verfah­ rens verwendet werden. Spricht z. B. der untere Schaltpunkt ei­ ner Füllstandsanzeige an, so werden automatisch die entspre­ chenden Ventile geöffnet, um eine weitere Menge Lösungsmittel dem entsprechenden Behälter zuzudosieren.

Falls anstelle von Wasser biologisch nicht abbaubare Lösungs- oder Reinigungsmittel eingesetzt werden müssen, die bestimmten Entsorgungsvorschriften unterliegen, wird die über die Ventile 53, 49 abgelassen Flüssigkeit aus der Zentrifuge 11 nicht in den Abwasserkanal geleitet, sondern einer Lösungs- oder Reini­ gungsmittel-Aufbereitungsanlage zugeführt. Diese kann das Ge­ misch z. B. durch fraktionierte (Vakuum-)Destillation wieder in die einzelnen Komponenten zurückführen, damit diese wiederver­ wendet oder gezielt entsorgt werden können. Bei empfindlichen metallischen Teilen kann das Fluten der Zentrifuge auch mit Inertgas, z. B. Stickstoff oder Argon, erfolgen.

Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich besonders für die Reinigung von Schüttgut mittels Wassers, wobei das Schüttgut zentrifugiert und beschallt wird. Ein in der Vakuumkammer vor­ gängig erzeugter Unterdruck sorgt für eine vollständige Benet­ zung der zu trocknenden Teile. Das Trocknen der Teile erfolgt vorzugsweise durch Zentrifugieren und gleichzeitiges Evakuie­ ren, wobei dieser Vorgang durch eine äussere und/oder innere Beheizung noch beschleunigt werden kann. Die einzelnen Verfah­ rensschritte können je nach Bedarf unterschiedlich miteinander kombiniert oder auch übersprungen werden. Das Verfahren zeich­ net sich durch einen geringen Wasserverbrauch und einen guten Reinigungseffekt aus. Das Verfahren kann automatisch ablaufen.

Claims (17)

1. Reinigungs- und Zentrifugiereinrichtung, insbesondere zum Reinigen von Hohlräume oder Sacklöcher aufweisendem Schüttgut, mit einer Zentrifuge (11), welche mit einem Un­ terdrucksystem in Verbindung steht, mit wenigstens einem in der Zentrifuge angeordneten Ultraschallgeber und wenig­ stens zwei jeweils ein Lösungsmittel oder ein Lösungsmit­ telgemisch aufnehmenden Behältern (15, 17, 19, 21), welche über mit Ventilen versehenen Leitungen (25) mit der Zen­ trifuge (11) in Verbindung stehen, um der Zentrifuge (11) Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch zuzuleiten, mit Förderpumpen (41, 43) und Leitungen (25), um das Lösungs­ mittel oder das Lösungsmittelgemisch von der Zentrifuge (11) in die Behälter (15, 17, 19, 21) zurückzuleiten oder aus der Zentrifuge (11) zu entfernen, und mit wenigstens einem Behälter (15, 17, 19, 21) mit einer Anschlußstelle zur Zuführung von frischem Lösungsmittel oder Lösungsmit­ telgemisch, sowie mit einer Steuerung zum Inbetriebsetzen des Unterdrucksystems zum Evakuieren der Zentrifuge (11) vor dem Öffnen der Ventile in den Leitungen (25) zum Zu­ leiten von Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mikroprozessorsteuerung zur Steuerung und/oder Überwachung der Zentrifugiereinrichtung, insbesondere der Ventile, der Temperatursensoren, des Ultraschallgebers und des Unterdrucksystems vorgesehen sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge (11) einen lösungsmitteldurchlässigen Korb (67) zur Aufnahme des Schüttgutes besitzt, welcher im Querschnitt ungefähr parabelförmig ist und drehfest mit einer Welle (69, 69') der Zentrifuge (11) verbunden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (69, 69') durch wenigstens zwei in Abstand voneinander angeordnete Lager (89, 90) gelagert ist, wel­ che an der Zentrifuge (11) vorgesehen sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (69, 69') an einem Ende in lösbarem Eingriff mit dem Lager (89) ist.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dosiereinrichtung (23) zur Zudosierung eines Rei­ nigungsmittels zum Lösungsmittel vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (15, 17, 19, 21, 24) und die Zentrifuge (11), Füllstandsanzeigemittel (63) mit wenigstens oberen und unteren, einstellbaren Schaltpunkten aufweisen, welche mit der Mikroprozessorsteuerung in Verbindung stehen.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge (11) eine Druckmeßröhre (55) mit Grenz­ wertschaltern aufweist, welche mit der Mikroprozes­ sorsteuetung in Verbindung steht.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 4 Behälter (15, 17, 19, 21) vorgesehen sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere Begleitheizung an der Zentrifuge vorgese­ hen ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zentrifuge eine Heizung, z. B. eine Strahlungs­ heizung, vorgesehen ist.

12. Verfahren zur Reinigung von Hohlräume oder Sacklöcher auf­ weisendem Schüttgut in einer mit einem Unterdrucksystem verbundenen Zentrifuge (11) mittels Zentrifugieren und Un­ terdruckerzeugung, bei dem das Schüttgut mit einem Lö­ sungsmittel oder einem Lösungsmittelgemisch in einem meh­ rere Zyklen umfassenden Reinigungsprozeß behandelt wird, wobei das Lösungsmittel eines bestimmten Zyklus jeweils im Reinigungsprozeß der nächsten Charge im nächstniedrigeren Zyklus eingesetzt und das Lösungsmittel oder Lösungsmit­ telgemisch des niedrigsten Reinigungszyklus aus dem Kreis­ lauf entfernt wird, bei dem in einem Zyklus die Zentrifuge (11) mit dem Schüttgut jeweils evakuiert und das Lösungs­ mittel oder das Lösungsmittelgemisch anschließend in die Zentrifuge (11) eingelassen wird, bis das Schüttgut be­ deckt ist, bei dem danach das Schüttgut mit dem Lösungsmittel in der Zentrifuge (11) rotiert und dabei in zumin­ dest einem Zyklus mit Ultraschall beaufschlagt wird, bei dem das Lösungsmittel danach aus der Zentrifuge (11) abge­ lassen und in einem Behälter (15, 17, 21) zwischengelagert wird und bei dem die Zentrifuge (11) danach in Betrieb ge­ setzt und gleichzeitig zum Vakuumtrocknen evakuiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch des nied­ rigsten Zyklus jeweils ein Reinigungsmittel zudosiert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut mit dem Lösungsmittel zum Spülen zentri­ fugiert und mit Ultraschall beaufschlagt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Wasser und als Reinigungsmittel ein oberflächenaktives Mittel oder Netzmittel verwendet wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumkammer oder Zentrifuge zusätzlich von außen beheizt und/oder die zu trocknenden Teile innen z. B. mit einer Strahlungsheizung erwärmt werden.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Evakuieren zum Vakuumtrocknen auch vor oder nach dem Inbetriebsetzen der Zentrifuge (11) erfolgen kann, und daß möglicherweise in der Zentrifuge (11) angesammeltes Restwasser ebenfalls abgelassen und in den besagten Behäl­ ter (15, 17, 19, 21) geleitet wird.