DE2626054C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät der im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 genannten Art, bei dem die Flüssigkeit zum Reinigen von in sie einzubringenden Gü­ tern dient.

Bei einem solchen, aus der US-PS 30 70 463 bekannten Ge­ rät wird als zu reinigendes Gut z.B. ein Film über mehre­ re Führungsrollen in mehreren Schleifen durch die erste Kammer hindurchgeführt. Dabei taucht der Film mit einer ersten Schleife in die Flüssigkeit ein, in der bei der Reinigung des Filmes abgelöste Verunreinigungen enthalten sind und die damit zu einer Vorreinigung des Filmes dient. Anschließend gelangt der Film in einer weiteren Schleife in einen weiteren Flüssigkeitsvorrat hinein, der in einer zusätzlichen Kammer, die innerhalb der ersten Kammer angeordnet ist, von dem ersten Flüssigkeitsvorrat getrennt enthalten ist. Der Flüssigkeitsspiegel des zwei­ ten Flüssigkeitsvorrates innerhalb der zusätzlichen Kam­ mer liegt dabei höher als der des ersten Flüssigkeitsvor­ rates innerhalb der ersten Kammer. Die zusätzliche Kammer ist mit einem überlauf versehen, um Teile des zweiten Flüssigkeitsvorrates an den ersten Flüssigkeitsvorrat ab­ zugeben. In die zusätzliche Kammer wird von oben über eine Tropfleitung reine Flüssigkeit zugeführt, die durch Kondensation in der zweiten Kammer gewonnen wird. Die zweite Kammer ist oberhalb der ersten Kammer, die sonst nach oben hin geschlossen ist, angeordnet, so daß in der ersten Kammer nach oben aufsteigende Dämpfe der Flüssig­ keit bzw. des ersten Bestandteils in die zweite Kammer hineingelangen. In der zweiten Kammer ist die Wärme ab­ sorbierende Vorrichtung in Form einer Rohrschlange ange­ ordnet, um die Kondensation der in die zweite Kammer ein­ tretenden Dämpfe zu bewirken. Die Wärme absorbierende Vorrichtung ist dabei Bestandteil eines üblichen Wärmeträgermittelkreises, der nach Art einer Wärmepumpe arbeitet. Die Wärme abgebende Vorrichtung dieses Wärme­ trägermittelkreises wird dabei mit Hilfe eines Gebläses gekühlt, um möglichst viel Wärme an die Umgebung abzuge­ ben, damit andererseits der von der Wärme absorbierenden Vorrichtung bewirkte Kühleffekt möglichst groß ist. In der ersten Kammer bzw. in der Flüssigkeit selbst ist keine Wärme abgebende Vorrichtung vorgesehen. Die Dämpfe entstehen vielmehr durch die Flüchtigkeit des ersten Be­ standteils bei üblichen Betriebstemperaturen des Gerätes. Ein Teil des ohne Kondensation an der Wärme absorbieren­ den Vorrichtung innerhalb der zweiten Kammer vorbeige­ strömten Dampfes kann aus der zweiten Kammer mit Hilfe eines Gebläses abgeleitet, in einer zusätzlichen elektri­ schen Heizeinrichtung weiter erhitzt und dann in die er­ ste Kammer mit Hilfe bestimmter Strömungsleitbleche so eingeleitet werden, daß er an dem nicht mehr in die Flüs­ sigkeit eintauchenden Film vorbeistreicht, um diesen zu trocknen.

Aus der US-PS 32 73 631 ist ein ähnliches Gerät bekannt, mit dem Bestandteile einer Flüssigkeit voneinander zu trennen sind. Dieses bekannte Gerät soll insbesondere zur Reinigung bzw. Wiedergewinnung der in chemischen Rei­ nigungsprozessen benutzten Reinigungslösungen dienen, in dem die nach dem Reinigen von Gütern in ihnen enthaltenen Fettsäuren, Öle und Farben aus ihnen entfernt werden kön­ nen. Zu diesem Zweck benutzt das bekannte Gerät ein in die Flüssigkeit eintauchendes Pumpenrad, das mit beson­ ders geformten Pumpenschaufeln die Flüssigkeit derart ge­ gen ortsfeste Schaufeln treibt, das Ultraschallschwingun­ gen innerhalb der Flüssigkeit erzeugt werden, die nicht nur zu einer Erhitzung und teilweisen Verdampfung der Flüssigkeit, sondern auch zu einem mechanischen Trennen von festen und flüssigen Bestandteilen höherer Dichte aus dem ersten Bestandteil der Flüssigkeit führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß mit Hilfe der Flüssigkeit eine intensive Reinigung von in die Flüssigkeit einzubringenden Gütern erreicht wird, indem die Flüssigkeit ebenfalls kontinuierlich ge­ reinigt wird.

Bei einem Gerät der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angege­ benen Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Gerät zeichnet sich dadurch aus, daß die in der ersten Kammer angeordnete Wärme abgebende Vor­ richtung im Hinblick auf die einzelnen Kammerwände so in­ nerhalb der Flüssigkeit angeordnet ist, daß infolge des Siedens der Flüssigkeit ein ganz bestimmter Bewegungs- bzw. Strömungsverlauf sowohl an den Kammerwänden als auch der 0berfläche der Flüssigkeit stattfindet. Durch diese Strö­ mungsbewegung sowie die geometrische Anordnung der zwei­ ten und dritten Kammerwand gegenüber der die Wärme abge­ benden Vorrichtung tragenden ersten Kammerwand ist zu er­ reichen, daß an der Oberfläche der Flüssigkeit strömende feste und flüssige Bestandteile von dieser, die von dem ersten Bestandteil der Flüssigkeit zu trennen sind, in die Richtung eines Strömungsmittelauslasses fließen, durch den hindurch sie abgeführt werden. Andererseits findet durch das Sieden der Flüssigkeit gleichzeitig auch ein Verdampfen des ersten Bestandteiles statt, der nach der Kondensation in der zweiten Kammer als reiner und flüssiger erster Bestandteil in die Flüssigkeit zurückge­ führt wird. Außerdem wird durch das Sieden der Flüssig­ keit deren Reinigungs- bzw. Waschwirkung auf die zu rei­ nigenden Güter erhöht, so daß diese schnell und intensiv zu reinigen sind.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Perspektivansicht, teilweise im Schnitt, eines erfindungsgemäßen Gerätes,

Fig. 2 eine Perspektivansicht, teilweise im Schnitt, einer Kammer für die Verdampfung der Flüssig­ keit,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des regelbaren Systems zum Verdampfen und Kondensieren bei dem in Fig. 1 gezeigten Gerät,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Abwand­ lung des regelbaren Systems der Fig. 3 und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer zweiten Abwandlung des regelbaren Systems der Fig. 3.

In Fig. 1 besteht ein Gehäuse 1 aus zwei Kammern, die eine für die Verdampfung eines Bestandteiles aus einer mindestens zwei Bestandteile enthaltenden Flüssigkeit und die andere für die Kondensation des Dampfes und Rückwand­ lung desselben in eine Flüssigkeit. Die erste der Ver­ dampfungskammern ist in mehrere Unterkammern 3, 5 und 7 unterteilt; die Kondensations- und Rückwandlungskammer wird mit 9 bezeichnet. Diese Kammern oder Unterkammern dienen der Reinigung von Gütern, insbesondere solchen die mit fetthaltigen Substanzen behaftet sind. Diese können durch Verwendung einer ein Lösungsmittel enthaltenden Flüssig­ keit entfernt werden. Die Kammer 3 ist mit einer Heizspi­ rale 11 ausgestattet, die auf der Wand 4 angebracht ist und Wärme an die Flüssigkeit abgibt. Die sich in der Kam­ mer 3 befindende Flüssigkeit enthält einen verdampfbaren Bestandteil. Die Heizspirale 11 ist vorzugsweise eine Kondensatorwicklung in einem regelbaren Heizsystem, das unten beschrieben wird. Die Heizspirale kann aber auch mit Wärme von einer anderen verfügbaren Quelle beschickt werden. Die Heizspirale 11 strahlt genügend Wärme an die Kammer 3 ab, um die dort befindliche Flüssigkeit zum Sieden und zum Verdampfen zu bringen. Das Sieden liefert die Reinigungskraft für die das Lösungsmittel enthaltende Flüssigkeit. Die Wand 13 der Kammer 3 läuft in spitzem Winkel auf die Rückwand 15 zu. Es hat sich herausge­ stellt, daß bei Installation der Heizspirale 11 an oder nahe der Wand 4 ein Temperaturgefälle in der Kammer 3 er­ zeugt wird, wodurch die Flüssigkeit gegen die Wand 13 be­ wegt wird. Durch die nicht parallele Stellung der Wand 13 zu der gegenüberliegenden Wand 4 bewegt sich die Flüssig­ keit in die von der Wand 4 am weitesten entfernte Ecke, in diesem Beispiel die aus Wand 13 und 15 gebildete Ecke 14. Dadurch wandern alle Teilchen niedriger Dichte, die von dem Gut durch Reinigung entfernt wurden und an oder nahe an der Oberfläche der heißen Flüssigkeit schwimmen, schnell in die Ecke 14. Eine Öffnung 16 ist in oder nahe der Ecke 14 in einer bestimmten Höhe so angebracht, daß der erforderliche Flüssigkeitsspiegel in der Kammer 3 er­ halten bleibt. Ein Rohr 17 ist an einem Ende mit der Öff­ nung 16 und am anderen Ende mit einem Flüssigkeits- oder Wasserabscheider 90 verbunden. In diesem werden Wasser oder Bestandteile mit niedrigerer Dichte aus der Flüssig­ keit abgeschieden. Ein Rohr 91 ist im Abscheider 90 so angebracht, daß es etwas unterhalb des einleitenden Roh­ res 17 liegt und so durch Schwerkraft die Bestandteile mit niedrigerer Dichte, welche die Oberschicht bilden, in einen Abfluß (nicht dargestellt) leitet. Ein abwärtsge­ richteter Teil 93 des Rohres 92 reicht bis zu einer be­ stimmten Stelle über dem Boden des Abscheiders und ent­ nimmt aus ihm die Flüssigkeit. Das andere Ende des Rohres 92 ist mit der Öffnung 18 in der Wand der Kammer 7 ver­ bunden. Auf diese Weise werden die in der Oberschicht der Flüssigkeit in der Kammer 3 enthaltenen, schwimmenden Schmutzteilchen durch das Rohr 17 in den Abscheider 90 geleitet, von wo sie mittels Schwerkraft durch das Rohr 91 zu einem Abfluß geleitet werden. Die schwerere Flüs­ sigkeit wird zum Wiedergebrauch in die Kammer 7 geleitet.

Die nichtparallele Wand 13 in Kammer 3 kann entweder in horizontaler oder vertikaler Ausführung oder anderen geo­ metrischen Konfigurationen konstruiert werden, solange die Öffnung 16, von welcher das Rohr 17 ausgeht, in oder nahe bei der Wandverbindung liegt, welche die größte Ent­ fernung von der Heizspirale 11 hat.

Weiter wird darauf hingewiesen, daß die siedende Flüssig­ keit bei ihrer Wanderung von der Heizspirale 11 fort eine strömende Bewegung ausführt. Daher ist eine Prallplatte 20 in der Ecke 14 so angebracht, daß ihr gewählter Ab­ stand unter der Öffnung 16 die strömende Bewegung der siedenden Flüssigkeit am Ausfluß selbst hindert. Das hält Teilchen bzw. Bestandteile niedriger Dichte vom Strömen und Sichaufstauen an der Öffnung 16 ab und drückt dadurch die Teilchen durch die Öffnung 16 aus der Kammer hinaus.

Am Boden der Kammer 3 ist ein Abflußrohr 19 mit Absperr­ ventil 21 zur zeitweiligen Entleerung der Kammer 3 in­ stalliert.

Am Boden der Kammer 3 kann auch eine zusätzliche wärmeab­ strahlende Vorrichtung 95 installiert werden, die im all­ gemeinen für den Ablauf des Wärmezyklus benutzt wird, um die Aufheizzeit für die Arbeitstemperatur des Gerätes zu verkürzen.

In der Kammer 5 ist eine zweite Heizspirale 23 instal­ liert, welche die das Lösungsmittel enthaltende Flüssig­ keit aufheizt; die benötigte Wärme muß ausreichen, die Flüssigkeit entsprechend deren beabsichtigter Funktion auf die erforderliche Temperatur aufzuheizen. Diese Funk­ tion kann das Sieden der Flüssigkeit sein. Die Heizspira­ le 23 ist gewöhnlich eine Kondensatorwicklung in einem regelbaren Heizsystem, das später beschrieben wird, es kann aber auch eine Heizspirale oder ein Heizelement eines anderen üblichen Systems sein.

Die Kammer 5 ist weiterhin mit einer Schallvibrationsvorrichtung ausgerüstet. Als Beispiel dient ein Überschallenergiewandler 25, der durch einen Überschallgenerator (nicht gezeigt) betrieben wird. Der Überschallenergiewandler 25 liefert Überschallvibratio­ nen, die in der siedenden Flüssigkeit Kavitation erzeu­ gen. Durch die Kavitation werden schwer zu entfernende Teilchen von dem zu reinigenden Gut entfernt. Im allge­ meinen wird die Kammer 5 als zweite Stufe in einem Reini­ gungsablauf benutzt, in dessen erster Stufe leicht zu entfernender Schmutz und Verunreinigungen durch Eintau­ chen des zu reinigenden Gutes in die Kammer 3 entfernt werden.

Die Kammer 5 ist ferner mit einem Umlaufsystem zur fort­ währenden Wiederbenutzung der Flüssigkeit in der Kammer und zur Entfernung der Schmutzteilchen ausgerüstet. Das System besteht aus einer Pumpe 27, die mit einem Filter 29 verbunden ist. Das Filter 29 entfernt unlösliche Be­ standteile aus der Flüssigkeit. Die gefilterte Flüssig­ keit wird mittels einer Rohrleitung 30 nach oben in die Kammer durch einen mit mehreren Düsen 32 ausgestatteten Sprühkopf 31 zurückgeleitet. Die gefilterte Flüssigkeit wird in die Kammer 5 eingeleitet, wobei sie mittels der Rohrleitung 30 auf die Oberfläche aufgesprüht wird und auf ihr entlanggleitet, so daß die schwimmenden Ver­ schmutzungen über das von der Wand 4 gebildete Wehr abge­ drängt werden. Am Oberteil der Kammer 5 entlang ist eine Rohrleitung 33 angebracht, die über und in die Kammer 9 hineinführt. Die Leitung 33 geht in eine abwärts gerich­ tete Leitung 35 über. Der Einlaß der Leitung 35 befindet sich in einer bestimmten Höhe über dem Boden der Kammer 9, wodurch trockenes frisches Destillat in die Kammer 5 geliefert wird.

Die zwischen den Kammern 3 und 5 senkrecht angeordnete Wand 4 hat eine niedrigere Oberkante als die gegenüber­ liegenden Wände 13 und 8. Die Wand 8 ihrerseits ist zwi­ schen Kammer 5 und 7 installiert. Die gewählte Höhe der Wand 4 entspricht dem in der Kammer 5 erforderlichen Flüssigkeitsspiegel. Im Betrieb fließt fortwährend Schmutz enthaltende Flüssigkeit aus der Kammer 5 in die Kammer 3 über, wobei die Heizspirale 23, die entlang der Wand 8 angebracht ist, die Bewegungskraft liefert. Die Heizspirale 23 verdampft nicht nur die Flüssigkeit in der Kammer 5, sondern treibt auch die siedende Flüssigkeit gegen die Wand 4.

Auf der Wand 4 ist auch eine Kühlspirale 24 angebracht, die gewöhnlich eine Expansionswicklung des unten be­ schriebenen regelbaren Heizsystems ist. Sie kann aber auch eine Kühlspirale sein, die von einer üblichen Quelle mit einem Kühlmittel beschickt wird. Die Kühlspirale 24 wird dann eingesetzt, wenn in der Kammer mit einer Tempe­ ratur unterhalb der Verdampfungstemperatur der Flüssig­ keit gearbeitet werden soll oder wenn die Vorrichtung ge­ gen Überhitzung geschützt werden soll. Ein Temperaturfüh­ ler 26 ist in der Nähe der Spiralen 23 und 24 angebracht, um Kühl- oder Heizvorrichtungen entsprechend einer be­ stimmten Temperaturbedingung einzuschalten.

Die Kammer 7 erhält den Überfluß aus der Kammer 3, der die chemische Flüssigkeit und teilchenartige Bestandteile enthält, die auf oder nahe an der Oberfläche der Flüssig­ keit in der Kammer 3 schwimmen. Die Kammer 7 ist mit einer Heizspirale 37 ausgerüstet, die auf dem Boden der Kammer 7 angebracht und ebenfalls eine Kondensatorwick­ lung des später beschriebenen regelbaren Heizsystems ist. Die in der Kammer 7 gehaltene Lösung wird im allgemeinen bis auf die Temperatur, die der Verdampfungstemperatur entspricht oder darüber liegt, aufgeheizt und beibehal­ ten. Damit wird durch Sieden und Verdampfen das Lösungs­ mittel von der Flüssigkeit getrennt. Die Kammer wird fer­ ner als dritte Stufe im Reinigungsprozeß der Reinigungs­ vorrichtung benutzt, in der Hauptsache zum Spülen des ge­ reinigten Gutes mittels Kondensation.

Ein Abflußrohr 39 ist in der Kammer 7 für ihre regelmäs­ sige Säuberung und Entleerung angebracht.

Die Kammer 9 fungiert als Dampfrückwandlungskammer des Gerätes. Sie enthält eine Kühlspirale 41, die als Verdam­ pfungswicklung des unten erläuterten regelbaren Heizsy­ stems ausgebildet ist. Dadurch wird die Flüssigkeit in dieser Kammer auf einer sehr niedrigen Temperatur gehal­ ten. Sie reicht aus, das Lösungsmittel im flüssigen Zu­ stand zu halten. Im oberen Teil der Kammer 9 ist eine zweite Kühlspirale oder Dampfkondensatorwicklung 43 ange­ ordnet, die in dem regelbaren Heizsystem als Verdam­ pfungswicklung ausgebildet und der Kühlspirale parallel geschaltet ist. Als Verdampfungswicklung des regelbaren Heizsystems absorbiert die Kühlspirale 43 die Wärme aus dem Dampf, der von den Kammern 3, 5 und 7 abgegeben wird, wodurch die Lösungsmittel kondensiert und die kondensier­ ten Lösungsmittel in der Kammer 9 gesammelt werden. In­ nerhalb der Kühlspirale 43 ist eine Meßsonde 45 ange­ bracht, die als Temperaturmeßvorrichtung ein Relais oder Ventil (nicht dargestellt) aktiviert; das Relais oder Ventil seinerseits regelt einen unten beschriebenen Hilfskondensator 53. Hierdurch wird im Bereich der Kühl­ spirale 43 eine bestimmte Temperatur aufrechterhalten. Die Lage der Sonde 45 ist so gewählt, daß sie eine künst­ liche Umgebungstemperatur im Bereich um die Kühlspirale 43 mißt und dadurch diese in einem Bereich unterhalb der tatsächlichen Umgebungstemperatur hält. Diese besondere Methode der Temperaturkontrolle des Bereiches über der Kammer 9 ermöglicht die rationelle Ausnutzung des regel­ baren Heizsystems und ermöglicht darüberhinaus eine voll­ ständige Kontrolle des Kondensatablaufes beim Kondensie­ ren des Lösungsmittels.

An der Kammer 9 ist eine Rohrleitung 96 angebracht. Sie tritt in einer bestimmten Höhe in die Kammer 9 ein und trennt Wasser von dem Bestandteil höherer Dichte. Die Rohrleitung 96 führt zu einem nicht dargestellten Abfluß.

Die Rohrleitung 47 führt vom Auslaß im Boden der Kammer 9 zu einer Pumpe 49. Die Rohrleitung 47, in Verbindung mit der Pumpe 49, dient zur Entfernung der das Lösungsmittel enthaltenden Flüssigkeit aus der Kammer 9 und leitet sie z.B. mit einem Schlauch 48 zu jeder der Kammern 3, 5 oder 7, um zusätzliche Flüssigkeit in die obengenannten Kam­ mern zu liefern. Der Schlauch 48 kann auch mit einer nicht gezeigten Flüssigkeitsquelle verbunden werden, um in den Kammern über dem Lösungsmittel ein Flüssigkeits­ siegel während des Stillstandes des Gerätes zu schaffen. Die hierzu verwendete Flüssigkeit, z.B. Wasser, hat einen niedrigeren Verdampfungsgrad bei Umgebungstemperatur und -Druck und hat eine geringere Dichte als das Lösungsmit­ tel.

Eine andere thermostatische Meßvorrichtung 54 ist in der Kühlspirale 43 über der Sonde 45 angebracht, um einen Dampfanstieg über ein bestimmtes Niveau hinaus festzu­ stellen. Diese Vorrichtung 54 ist elektrisch mit der Energiequelle der Kühleinheit verbunden, um bei einer be­ stimmten Temperatur die Kühleinheit abzuschalten. Diese Messung ermöglicht es, das Gerät ohne Beeinflussung durch die Umgebungstemperatur zu betreiben.

In einer bestimmten Höhe über den Kammern 3, 5, 7 und 9 liegt eine Kühlspirale 51 um den äußeren Umfang des Ge­ häuses 1, so daß die Innenwandflächen der Kammern beson­ ders glatt gehalten werden konnten. Die Kühlspirale 51 ist eine Verdampfungswicklung des regelbaren Heizsystems und ist zu den oben erwähnten Spiralen 41 und 43 parallel geschaltet. Die Kühlspirale 51 dient zur Aufrechterhal­ tung einer bestimmten Temperatur im Gehäuse, die unter­ halb der Verdampfungstemperatur des Lösungsmittels liegt. Dadurch wird das dampfförmige Lösungsmittel durch Konvek­ tion daran gehindert, aus dem Gehäuse zu entweichen. Die Kühlspirale 51 in Verbindung mit der Kühlspirale 43 nahe bei der Kammer 9 und die Kühlspirale 41 in der Kammer 9 bewirken, daß sich die Dämpfe aus den Kammern 3, 5 und 7 entlang des Gehäuses zu der Kammer 9, und sich in diese hinein, bewegen. Da die Temperatur nahe bei und in der Kammer 9 unter der Verdampfungstemperatur des Lösungsmit­ tels gehalten wird, und ein Druckabfall beim Phasenwech­ sel von Dampf zu Flüssigkeit entsteht, kondensiert das Lösungsmittel und schlägt sich in der Kammer 9, wie vor­ her erläutert, nieder. Die Arbeitstemperatur der Kühlspi­ rale 51 liegt normalerweise über dem atmosphärischen Tau­ punkt, um die Einleitung von freiem Wasser in das Gerät so gering wie möglich zu halten.

Beim beschriebenen Gerät bestimmt die Kühlspirale 51, in Verbindung mit der zwischen den Kammern 7 und 9 vorgese­ henen, als Wehr wirkenden Wand 55, den Bereich, der als Dampf- und Freibordzone im Gerät bezeichnet wird. Die Dampfzone liegt zwischen der Oberkante der Kammern 3, 5 und 7 und der Kühlspirale 51, während die Freibordzone von der Dampfzone bis zur Oberkante des Gerätes reicht.

Weiterhin ist im Gehäuse 1 ein Hilfskondensator 53 vorge­ sehen, der überschüssige Hitze dem System entziehen soll. Wie dargestellt, wird dieser Hilfskondensator 53 luftge­ kühlt und durch die Meßsonde 45 in der Dampfzone der Kam­ mer 9 geregelt. Der Kondensator 53 wird eingeschaltet, wenn die Temperatur der Dampfzone in der Kammer 9 ein be­ stimmtes Maß überschreitet. Der Betrieb des Hilfskonden­ sators 53 kann auch durch einen Druckmesser geregelt wer­ den, der entweder auf hohen oder niedrigen Druck des Kühlmittels anspricht.

Ferner ist im Gehäuse 1 ein Kühlmittelkompressor 2 vorge­ sehen, der das Kühlmittel im regelbaren Heizsystem kom­ primiert.

Die im Gerät der Fig. 1 verwendeten und dem regelbaren Heizsystem zugeordneten Ventile und Temperaturmeßvorrichtungen sind hier nicht gezeigt. Den­ noch wird die genaue Lage dieser Vorrichtungen, wie auch ihre Funktionen im folgenden beschrieben. Desweiteren be­ finden sich zweckmäßigerweise der Kompressor 2 und der Hilfskondensator 53 auf verschiedenen Ebenen, so daß wäh­ rend des Betriebs keine Wärme aus dem System abgezogen wird. In Fig. 1 ist der Kondensator 53 unter dem Kompres­ sor 2 angebracht.

Während des Betriebs des Gerätes befindet sich die ein Lösungsmittel enthaltende Flüssigkeit in den Kammern 3, 5 und 7, die mittels der jeweiligen Spiralen 11, 23 oder 37 eine über der Verdampfungstemperatur des Lösungsmittels liegende Temperatur in der Flüssigkeit halten. Zu reini­ gendes oder zu entfettendes Gut wird zuerst in die Flüs­ sigkeit der Kammer 3 getaucht, wo die erste Reinigung des Gutes durch die auflösende Wirkung des heißen Lösungsmit­ tels stattfindet. Das Gut wird dann der Kammer 3 entnom­ men und in die heißes Lösungsmittel enthaltende Flüssig­ keit der Kammer 5 getaucht, die auch den Überschallener­ giewandler 25 enthält. In der Kammer 5 entfernt und ver­ nichtet die Flüssigkeit die auf dem Gut verbliebenen Teilchen durch Auflösung; wobei der Überschallenergie­ wandler 25 Druckwellen liefert, die andere Teilchen durch Kavitation entfernen. Das zu reinigende Gut wird dann herausgenommen und gespült, indem es in den Dampfbereich der Kammer 7 eingebracht wird, welche auch die erhitzte Flüssigkeit mit dem Lösungsmittel enthält.

Die Fig. 2 zeigt eine Kammer 60 mit den zwei Unterkammern 62 und 64 in einer weiteren geometrischen Ausgestaltung des Zusammentreffens der Seitenwand 66 mit der Rückwand 68 in der Ecke 70, wobei der maximale Abstand von der ge­ genüberliegenden Wand 72 gewährleistet ist, auf der auch die Heizspirale 74 angebracht ist. Die Rückwand 68 be­ steht aus zwei Teilen; während das Teil 67 rechtwinklig zur Wand 72 und parallel zu der nicht sichtbaren Vorder­ wand steht, steht der zweite Teil 69 als Verbindung der Wand 67 zu Wand 66 zwischen diesen beiden. Die Seitenwand 66 steht nicht parallel zur gegenüberliegenden Wand 72. Die Ecke 70 wird durch das Zusammentreffen des Teils 69 mit der Seitenwand 66 gebildet. Die Durchlaßöffnung 78 in dem Wandteil 69 liegt an einer bestimmten Stelle, liegt nahe bei der Ecke 70 und entspricht im vertikalen Abstand vom Boden dem gewünschten Flüssigkeitsspiegel der Unter­ kammer 62. Die Rohrleitung 80 ist mit der Öffnung 78 ver­ bunden, um von der Kammer 62 den Überfluß, der durch die Strömungsbewegung der Flüssigkeit entsteht, abzuleiten. Die Strömungsbewegung resultiert aus dem Sieden und dem Temperaturgefälle in der Kammer infolge der auf der ge­ genüberliegenden Wand 72 angebrachten Heizspirale 74.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines bevor­ zugten regelbaren Heizsystems der im Gerät der Fig. 1 verwendeten Art. Ein üblicher Kompressor 102 komprimiert ein gasförmiges Kühlmittel, das in einer Kühlmittellei­ tung 104 zu dem Kompressor fließt. Der Kompressor 102 komprimiert das gasförmige Kühlmittel, das z.B. Freon 22 o.ä. sein kann, bis auf einen bestimmten Druck. Das kom­ primierte heiße Kühlgas fließt dann vom Kompressor durch eine Rohrleitung 106 zu einem herkömmlichen Kondensator 108, der gewöhnlich innerhalb einer Verdampfungskammer 110 installiert ist. Das Kühlmittel wird kondensiert und verdampft damit ein Lösungsmittel, das sich in der Kammer 110 befindet.

In einigen Geräten wird die Verwendung mehrerer Verdam­ pfungskammern gewünscht. Für solche Fälle werden mehrere Verdampfungseinheiten 112 und 114 verwendet und in den jeweiligen Verdampfungskammern oder Unterkammern 111 und 113 vorgesehen. Es wird darauf hingewiesen, daß zur Auf­ rechterhaltung eines konstanten Druckabfalles über die parallelgeschalteten Kondensatoren 112 und 114, Druckven­ tile 116 und 118 vorgesehen sind, um den zusätzlichen Druckabfall zu gewährleisten, der zur Aufrechterhaltung des konstanten Druckabfalles nötig ist. Auf diese Weise wird der Druckabfall in den Kondensatoren 108 und 112 und 114 im wesentlichen gleich gehalten.

In eine Leitung hinter den parallelen Kondensatoren 108, 112 und 114 ist ein Hilfskondensator 120 geschaltet, der zur Beseitigung überschüssiger Wärme des Systems dient. Der Hilfskondensator 120 wird mittels einer Temperatur­ meßvorrichtung 122 geregelt, die in einer der Kammern, wie z.B. einer Kammer 140 vorgesehen ist. Es wird darauf hingewiesen, daß der Kondensator 120 auch durch andere Temperatur- oder Druckmeßvorrichtungen eingeschaltet wer­ den kann, wie z.B. durch eine Druckmeßvorrichtung, die auf einen bestimmten Druck an der Ansaug- oder Abgabesei­ te des Kompressors 102 anspricht. Wie in Fig. 3 gezeigt, befindet sich der Hilfskondensator 120 innerhalb eines Behälters 124, der eine Flüssigkeit, üblicherweise Wasser enthält. Die Menge des Wasserflusses wird auf der Aus­ flußseite des Behälters 124 durch ein Ventil 126 gere­ gelt, das seinerseits durch die auf eine bestimmte Tempe­ ratur ansprechende Temperaturmeßvorrichtung 122 geregelt wird.

Das kondensierte oder unter Druck gesetzte flüssige Kühl­ mittel fließt dann durch eine Rohrverbindung 128 zu einem üblichen Sammelbehälter 130 für flüssiges Kühlmittel. Von dort fließt das Kühlmittel durch eine Rohrleitung 132 durch einen Trockner 134, einen Feuchtigkeitsmesser 169, und fließt dann durch mehrere Wärmeexpansionsventile und parallel liegende direkte Expansionsverdampfungswicklungen, wobei jedenfalls ein Wärmeexpansionsventil und eine Verdampfungswicklung hin­ tereinander geschaltet sind. Die drei Verdampfungswick­ lungen 138, 142 und 144 mit den jeweiligen Wärmeexpan­ sionsventilen 136, 146 und 148 sind in Fig. 3 darge­ stellt. Die Verdampfungswicklung 138 ist in der Kammer 140 installiert, die zur Rückwandlung des Dampfes durch Kondensation dient, der in den Behältern 110, 111 und 113 erzeugt wird. Die Verdampfungswicklung 138 unterkühlt als Unterkühlungswicklung die Flüssigkeit in der Kammer 140 ausreichend, um die Temperatur der Flüssigkeit zu regeln, wobei die Wasserabtrennung von dem rückgewandelten kon­ densierten Dampf verbessert wird. Die Verdampfungswick­ lung 142 kondensiert die sich in den Behältern 110, 111 und 113 entwickelten Dämpfe; sie ist mit einem bestimmten Abstand über der Kammer 140 angeordnet, wo die Dämpfe mit ihr in Berührung kommen, kondensiert werden und in der Kammer 140 aufgefangen werden. Die Verdampfungswicklung 144 ist als Umfangswicklung ausgebildet und um den Außen­ teil der Kammern 110, 111 und 113 in einer bestimmten Hö­ he über den Kammern herumgelegt. Sie kühlt die Oberteile der Kammern und bildet eine Temperatursperre. Die Mög­ lichkeit den Druck und die Temperatur in dieser Verdam­ pfungsleitung zu erhöhen, erlaubt es, die Temperatur über dem atmosphärischen Taupunkt zu halten und damit die Ein­ leitung von Kondenswasser in das Gerät so klein wie mög­ lich zu halten. In die Leitung hinter den Verdampfern 138 und 142 sind jeweils Steuerventile 150 und 152 geschal­ tet, um den Druckabfall in den Wicklungen 138 und 142 praktisch gleich dem Druckabfall in der Verdampferwick­ lung 144 zu halten. Das von den Wicklungen 138, 142 und 144 verdampfte Kühlmittel fließt dann in einen Sammelbe­ hälter 154, bevor es wieder im Kompressor 102 komprimiert wird.

Eine Umgehungsleitung 156 ist vorgesehen, um einen Teil des die parallel geschalteten Kondensatoren 108, 112 und 114 verlassenden Kühlmittels, entsprechend der Temperatur und dem Druck des verdampften Kühlmittels, das die paral­ lel geschalteten Verdampfer 138, 142 und 144 verläßt, um­ zuleiten. Eine Temperatur-Druckmeßvorrichtung 158 ist in die Rohrleitung 160 geschaltet, um entsprechend bestimm­ ter Temperatur-Druck-Bedingungen des Kühlmittels, das die Verdampfungswicklungen 138, 142 und 144 verläßt, ein Mag­ netschalterventil 162 zu regeln. Ein handbedientes Ab­ sperrventil 164 ist ebenso in die Leitung 156 geschaltet.

Um den Kompressor 102 zu umgehen, ist eine Umgehungslei­ tung 166 vorgesehen, die bei zu niedriger und zu hoher Druckentwicklung im Kühlsystem verwendet wird. Diese Ein­ richtung dient der Sicherheit bei Abschaltung des Systems oder bei Ausfall der Pumpe.

Im regelbaren Heizsystem der Fig. 3 ist eine Zusatzwärmeaustauschwicklung 168 eingebaut, die zur zu­ sätzlichen Wärmebereitstellung an das Kühlmittel dient, bevor es in die Verdampfungswicklung 138 eintritt, falls solche zusätzliche Wärme notwendig sein sollte. Es wird festgestellt, daß die Zusatzwärmeaustauschwicklung 168 direkt innerhalb der Hauptverdampfungswicklung 138 ange­ bracht werden kann. Die Wärmebeschickung der Wicklung 168 kann von einer beliebigen Quelle aus erfolgen.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung des regelbaren Heiz­ systems, bei der der Hilfskondensator 120 parallel zu dem Kondensator 108 geschaltet und der Hilfskondensator 120 durch die Zahl 120 b gekennzeichnet ist. Der Hilfskonden­ sator 120 b ist in dem Gehäuse 124 b angeordnet, das eine Wärmeübertragungsflüssigkeit, wie z.B. Wasser enthält. Der Strom der Flüssigkeit durch das Gehäuse 125 b wird durch ein federbelastetes Ventil 126 b, das auf die Tempe­ raturmeßvorrichtung 122 anspricht, geregelt.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der Hilfskondensator in Strömungsrichtung vor den Hauptkon­ densator 108 geschaltet ist. Bei dieser Ausführungsform dient ein variables, vom Motor 125 angetriebenes Gebläse 123 zum Wärmeabzug von der Kondensatorwicklung. Der Motor 125 wird durch die Temperaturmeßvorrichtung 122 gesteu­ ert. Bei dieser Ausführungsform wird die Luftzufuhr für den Kondensator 120 c durch die Temperaturmeßvorrichtung 122 entsprechend festgelegter Bedingungen reguliert.

Claims (12)

1. Gerät zur Abscheidung eines Bestandteils aus einer Flüssigkeit, welche zumindest aus zwei Bestandteilen un­ terschiedlicher Dichte besteht, unter Verdampfen eines Teils des nicht abzuscheidenden Bestandteils, Kondensie­ ren dieses Dampfes sowie Zurückführen des dadurch erhal­ tenen Kondensats in die Flüssigkeit mit einem Gehäuse, das mindestens zwei Kammern enthält, wobei in der ersten Kammer die Verdampfung und in der zweiten Kammer die Kon­ densation ausgeführt wird,
einer Wärme abgebenden Vorrichtung,
einer Wärme aus der zweiten Kammer absorbierenden Vor­ richtung, wobei die zweite Kammer so angeordnet ist, daß sie die kondensierten Dämpfe sammelt,
einer Einrichtung zum Zuführen von Wärme an die Wärme abgebende Vorrichtung und,
einer Einrichtung zum Abführen von Wärme von der Wärme absorbierenden Vorrichtung,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Wärme abgebende Vorrichtung (11) innerhalb der ersten Kammer (3) längs sowie angrenzend an einer sich vertikal erstreckenden ersten Kammerwand (4) angeordnet ist, ge­ genüber der eine zur ersten Kammerwand (4) nicht paralle­ le, sich vertikal erstreckende zweite Kammerwand (13) und eine zwischen beiden angeordnete, die erste mit der zwei­ ten Kammerwand (4, 13) verbindende dritte Kammerwand (15) vorgesehen ist, die sich über den maximalen Abstand zwi­ schen der ersten und zweiten Kammerwand (4, 13) er­ streckt, daß
ein Strömungsmittelauslaß (16) im Verbindungsbereich (14) der dritten mit der zweiten Kammerwand (15, 13) in einer solchen vertikalen Höhe angeordnet ist, daß seine Mündung im Bereich des Flüssigkeitsspiegels der in der ersten Kammer (3) befindlichen Flüssigkeit liegt, und daß
ein Flüssigkeitsabscheider (90) vorgesehen ist, der mit dem Strömungsmittelauslaß (16) der ersten Kammer (3) ver­ bunden ist und den Bestandteil niedrigerer Dichte aus der Flüssigkeit abscheidet und die Restflüssigkeit höherer Dichte in die erste Kammer (3) zurückführt.

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Prallplatte (20), die unter und nahe bei dem Strömungs­ mittelauslaß (16) angebracht ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine dritte Kammer (5) zum Verdampfen des ersten Bestand­ teils der Flüssigkeit, wobei die die dritte Kammer (5) von der ersten Kammer (3) trennende erste Kammerwand (4)
mit ihrer Höhe den Flüssigkeitsstand in der dritten Kam­ mer (5) bestimmt.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Ultraschallenergiewandler (25) in der dritten Kammer (5).

5. Gerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Kammer (5) eine zweite Wärme abgebende Vorrichtung (23), die längs einer senkrechten Kammerwand (8) angebracht ist, die der ersten Kammerwand (4) gegen­ überliegt enthält.

6. Gerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine drit­ te Wärme abgebende Vorrichtung (95), die längs des Bodens der ersten Kammer (3) angebracht ist.

7. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die dritte Kammer (5) eine Rohrleitung (33) mündet, die mit der zweiten Kammer (9) verbunden ist.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch eine vierte Kammer (7), die mit einer vierten Wärme abgebenden Vorrichtung (37) und einem Strömungsmittelein­ laß versehen ist, der mit dem Strömungsmittelauslaß (16) der ersten Kammer (3) verbunden ist.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine Wärme absorbierende Vor­ richtung (51) längs des Umfangs des Gehäuses (1) in einer solchen Höhe angeordnet ist, daß keine Dämpfe aus dem Ge­ häuse entweichen können.

10. Gerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet, durch eine Wärme absorbierende Vorrichtung (24) in der dritten Kammer (5), die einschaltbar ist, um die Temperatur in der dritten Kammer abzusenken.

11. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Höhe einer vertikalen Wand (55) zwischen der ersten Kammer (3) und der zweiten Kammer (9) die Dampfhöhe des verdampften ersten Bestandteiles be­ stimmt.

12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweite Kammer eine Temperaturmeß­ vorrichtung (122) enthält, die elektrisch mit einer Ener­ giequelle verbunden ist, um bei einer bestimmten vorge­ wählten Temperatur die Wärme abgebende Vorrichtung abzu­ schalten.