DE3111223A1

DE3111223A1 - Vakuum-trockenverfahren

Info

Publication number: DE3111223A1
Application number: DE19813111223
Authority: DE
Inventors: Peter Ing.(grad.) 6300 Gießen Abel; Wolfgang Dipl.-Phys. 6336 Solms Eberl; Rolf Dipl.-Phys. Dr. 3550 Marburg Schütte
Original assignee: PFEIFFER VAKUUMTECHNIK; Arthur Pfeiffer Vakuumtechnik Wetzlar GmbH
Current assignee: PFEIFFER VAKUUMTECHNIK; Arthur Pfeiffer Vakuumtechnik Wetzlar GmbH
Priority date: 1981-03-21
Filing date: 1981-03-21
Publication date: 1982-10-07

Description

ARTHUR PFEIFFER VAKUUMTECHNIK WETZLAR GMBH 6334 ASSLAR Vakuum-Trockenverfahren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trocknen von Teilen und Gütern_fdie aus Materialien bestehen, die empfindlich gegen überhöhte Temperaturen und gegen Verunreinigungen sind, bei vermindertem Druck unter Zuführung von Inertgas.

Teile und Güter, die während der Herstellung und Bearbeitung mit Feuchtigkeit beaufschlagt werden, müssen oft zusätzlich einem Trocknungsprozeß unterworfen werden. Für die Trocknung dieser Teile gibt es eine Reihe von Verfahren, die zum Stand der Technik gehören. Diese Verfahren sind jedoch besonders kritisch, wenn es sich um Teile handelt, die aus Materialien bestehen, die empfindlich gegen überhöhte Temperatur und Verunreinigungen sind.

Zum Beispiel nutzt man die Zentrifugalkraft aus, indem man die Teile in Zentrifugen schleudert. Der Nachteil dieser Verfahren besteht in der hohen mechanischen Belastung der Teile, der unsauberen Arbeitsweise von Zentrifugen und in der Unhandlichkeit beim automatischen Be- und Entladen.

Wesentlich schonender für die zu trocknenden Teile sind Trocknungsverfahren unter vermindertem Druck. Hierbei wird im einfachsten Falle die zur Verdampfung der Flüssigkeit benötigte Verdampfungswärme den zu trocknenden Teilen entzogen. Dies ist jedoch ohne zusätzliche Wärmezufuhr nur begrenzt möglich, besonders dann, wenn es sich um Stoffe mit geringer Wärmekapazität handelt. Um diesen Nachteil zu beheben und um den Dampfdruck der abzuführenden Flüssigkeits-Substanz zu erhöhen und somit den gesamten Trocknungsprozeß zu beschleunigen, wird das Trockengut aufgeheizt, indem Wärme von außen zugeführt wird.

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Dies kann jedoch nicht bedenkenlos geschehen, wenn es sich um temperaturempfindliche Stoffe oder Teile handelt. Zudem kommt es nicht darauf an, den zu trocknenden Teilen Wärme zuzuführen, sondern vielmehr, der zu verdampfenden Flüssigkeit, die sich in einer großen Zahl von Anwendungsfällen vorwiegend oder ausschließlich auf der Oberfläche der Teile befindet.

Mangels Wärmeleitung im Vakuum erwärmt man die Teile zum Beispiel durch Strahlung. Hier tritt jedoch der Nachteil auf, daß infolge des Strahlungsschattens,'in dem sich die der Strahlung abgewandten Seiten der Teile befinden, eine ungleichmäßige und unvollständige Erwärmung und somit eine unvollständige Trocknung erfolgt. Zudem besteht hier die Gefahr einer überhitzung des Trockengutes, besonders wenn dieses temperaturempfindlich ist und eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung und Verfahren anzugeben, womit das Trocknen von Teilen und Gütern, die gegen überhöhte Temperatur und gegen Verunreinigungen empfindlich sind, in angemessen kurzer Zeit unter schonenden Bedingungen und unter Vermeidung eines unangemessen hohen apparativen Aufwandes möglich wird.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in eine Vakuum-Trockenkammer von außen ein erhitzter Gasstrom so eingeleitet wird, daß die zu trocknenden Teile von dem Gasstrom umspült worden. Somit wird der Dampfdruck der abzuführenden Flüssigkeit erhöht und die Verdampfungswärme von außen zugeführt, ohne daß die zu trocknenden Teile einer überhöhten Temperatur ausgesetzt sind. Dieses Umspülen der Teile erfolgt grundsätzlich kontinuierlich Hierbei ist es wesentlich, daß die Menge des zugeführten Gases richtig dosiert ist. Ist die Menge zu gering, so wird keine merkliche Wärmemenge übertragen. Bei zu großer Menge des zugeführten

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Inertgases wirkt dieses als Diffusionssperre und behindert somit gleichzeitig den Trocknungsvorgang. Die zugeführte Gasmenge ist dann optimal, wenn ihr Partialdruck innerhalb der Trocknungskammer in der Größenordnung des Dampfdruckes des abzuführenden flüssigen Mediums bei der Endtemperatur des Trockengutes gehalten wird.

Ein weiteres Kriterium für die Größe des zugeführten Gasstromes bildet die Dampfverträglichkeit der benutzten Vakuumpumpe. Bei den seither bekannten Verfahren wird mit Rücksicht auf die begrenzte Dampfverträglichkeit der Vakuumpumpe dieser ein Dampfkondensator vorgeschaltet. Um einen solchen apparativen Aufwand zu umgehen, wird bei dem hier vorgestellten Verfahren erfindungsgemäß die Größe des zugeführten Gasstromes an die DampfVerträglichkeit der benutzten Vakuumpumpe angepaßt. Dies geschieht durch eine Optimierung der Strömungsstärke in Bezug auf das Zeitmittel von Dampfanfall und auf die mittlere Selbstreinigungszeit der Vakuumpumpe, relativ zum gesamten Trocknungszyklus. Damit kann auf den Einsatz eines Dampfkondensators vor der Vakuumpumpe verzichtet werden, wodurch sich eine wesentliche Vereinfachung der Anlage ergibt.

Ein weiterer störender Faktor beim Trocknen unter vermindertem Druck sind Verunreinigungen, die entweder durch Rückdiffusion aus der Vakuumleitung in die Trockenkammer gelangen können oder durch Desorption von den Wänden der Trockenkammer selbst oder deren Bauteile stammen. Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß durch die Anwendung der in geeigneter Richtung geführten Inertgasströmung beseitigt. Mit dieser .Gasströmung werden Verunreinigungen aus der Trockenkammer in Richtung Vakuumpumpe gespült und können somit beschleunigt abgepumpt werden. Ebenso wird eine Rückdiffusion eines eventuell vorhandenen Pumpmediums verhindert.

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Durch eine zusätzliche Einrichtung kann der optimale Gasstrom unter Ausnutzung der maximalen vertretbaren Strömungsgeschwindigkeit von außen gezielt auf die zu trocknenden Teile gerichtet werden. Auf diese Weise können Flüssigkeitströpfchen, die sich an den Teilen befinden, weggeblasen werden. Damit wird eine zusätzliche Möglichkeit der Feuchtigkeitsabfuhr gegeben. Ebenfalls können mit diesem Verfahren Verunreinigungen, die an den Teilen haften, zum Teil beseitigt werden.

Anhand der Abbildung sollen die Einrichtung und das Verfahren näher erläutert werden.

In der Trockenkammer 1, die durch die Vakuumpumpe 3 evakuiert wird, befinden sich die zu trocknenden Teile Durch ein Vakuummeßgerät 4 kann der Druck in der Kammer, überwacht werden. Über die Gasleitung 5 und das Regelventil 6 wird das zuzuführende Gas zu dem Erhitzer 7 geleitet. Das erhitzte Gas gelangt über die Leitungen 8, 9, die Ventile 10, 11 und die Einlaßdüsen 12, 13 in die Trockenkammer. Statt mit dem Erhitzer 7 kann das Gas auch durch Heizeinrichtungen 14 innerhalb der Trockenkammer aufgeheizt werden. Durch das Ventil 6 kann die Dosierung des einzulassenden Gases geregelt werden, und durch die Einstellung der Ventile 10 und 11 wird die Richtung der Gasströmung in der Trockenkammer festgelegt.

Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Trocknen von Teilen und Gütern, insbesondere von solchen, die empfindlich gegenüber erhöhter Temperatur und gegen Verunreinigungen sind, unter vermindertem Druck, dadurch gekennzeichnet, daß dem abzuführenden flüssigen Medium die Verdampfungswärme durch von außen in die Trockenkammer einströmendes Inertgas zugeführt wird.
2. Verfahren nach Ansprch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Partialdruck des die Verdampfungswärme übertragenden Inertgases in der Trockenkammer von der Größenordnung des Dampfdruckes des abzuführenden flüssigen Mediums bei der Endtemperatur des Trockengutes ist.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke des Inertgases an die Dampf-Verträglichkeit und die Saugleistung der benutzten Vakuumpumpe durch Optimierung in Bezug auf das Zeitmittel von Dampfanfall und auf die mittlere Selbstreinigungszeit der Vakuumpumpe, relativ zum gesamten Trocknungszyklus angepaßt ist.
4. Einrichtung und Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampf ungswiirme durch erhitztes Gas zugeführt wird.
5. Einrichtung und Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungswärme durch erhitztes Gas mit schwankendem Partialdruck zugeführt wird.

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6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas außerhalb der Trockenkammer erhitzt wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas innerhalb der Trockenkammer erhitzt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 oder 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der von außen zugeführten Gasströmung eine bestimmte Richtung gegeben wird und somit der Einfluß von Verunreinigungen in der Trockenkammer und eine Rückdiffusion eines eventuell vorhandenen Pumpenmediums verhindert wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3 oder 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch die von außen zugeführten gerichteten optimierten Gasströme die abzuführenden flüssigen Medien oder Verunreinigungen von den zu trockenden Teilen weggeblasen werden.