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Stand der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Reinigung geschlossener Räume
einer Maschine, insbesondere einer Abfüllmaschine bzw. einer Verpackungsmaschine
mit einer Reinigungsflüssigkeit.
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Hermetisch
geschlossene Produktionsräume
sind beispielsweise aus Abfüll-
und Verschließmaschinen
zur Abfüllung
von toxischen Produkten, z. B. Medikamenten oder Insektiziden, bekannt.
Nach einiger Zeit bzw. aufgrund eines Produktwechsels oder einer
Formatänderung,
müssen
die Maschinen geöffnet
werden. Damit hier ein ausreichender Bedienerschutz gegeben ist,
werden die geschlossenen Räume
vorher von Innen mittels Wasser und eventuell zusätzlichen
Reinigungsmitteln gereinigt. Je nach Anwendungsfall werden hierbei
bis zu 5 m3 Wasser benötigt. Aufgrund der Toxizität der verarbeiteten Stoffe
in der Maschine ist auch das Wasser mehr oder weniger verunreinigt
und muss deshalb als Sondermüll
entsorgt werden. Eine derartige Entsorgung ist jedoch sehr teuer.
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Vorteile der Erfindung
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Reinigung geschlossener Räume
einer Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den
Vorteil auf, dass die zur Reinigung verwendete Menge an Reinigungsflüssigkeit
signifikant reduziert ist. Dadurch kann eine Reinigung sehr viel kostengünstiger
bereitgestellt werden. Ferner ergibt sich mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
eine deutliche Reduzierung der Belastung der Umwelt, da weniger
Reinigungsflüssigkeit
verwendet wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Vorrichtung
zur Reinigung einen Tank für
die Reinigungsflüssigkeit
aufweist und die Reinigungsflüssigkeit
nach einer Reinigung in dem geschlossenen Raum der Maschine über eine
Rücklaufleitung
wieder in den Tank zurückgeführt wird.
Erfindungsgemäß wird hierbei
die Tatsache ausgenutzt, dass aufgrund eines Reinigungsdurchgangs
die Reinigungsflüssigkeit üblicherweise
noch nicht so stark verschmutzt ist, dass es für die Reinigung nicht nochmals
verwendet werden kann. Erfindungsgemäß wird somit die Reinigungsflüssigkeit
in einem geschlossenen Kreislauf gehalten und solange verwendet,
bis die Reinigungsflüssigkeit
so stark verunreinigt ist, dass sie Verunreinigungen nicht mehr
aufnehmen kann oder sich ein Grad einer Verunreinigung der Reinigungsflüssigkeit
nicht mehr ändert.
Erst dann wird die Reinigungsflüssigkeit
entsorgt und durch eine neue Reinigungsflüssigkeit ersetzt.
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Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es, dass
eine Spülzeit
mit einer Charge von Reinigungsflüssigkeit sehr groß ist, so
dass in dem geschlossenen Raum auch schwer löslicher oder versteckter Schmutz
abgespült
werden kann.
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Die
Unteransprüche
zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Weiter
bevorzugt umfasst die Vorrichtung ferner einen Filter, welcher in
der Rücklaufleitung zum
Tank angeordnet ist und die aus der Maschine kommende Reinigungsflüssigkeit
filtert. Dadurch wird es ermöglicht,
dass die Reinigungsflüssigkeit
länger verwendet
werden kann.
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Besonders
bevorzugt ist der Filter dabei in einem Nebenkreislauf der Rücklaufleitung
angeordnet und die Reinigungsflüssigkeit
kann bei Bedarf über den
Filter oder direkt in den Tank geleitet werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst
die Vorrichtung ferner einen Ablassanschluss, welcher vom Tank oder
von der Zufuhrleitung oder von der Rückflussleitung abzweigt und
mittels eines Ventils freigebbar bzw. verschließbar ist. Über den Ablassanschluss kann
die Reinigungsflüssigkeit
abgelassen werden, falls sie zu stark verunreinigt ist.
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Um
eine reibungslose Zirkulation der Reinigungsflüssigkeit zu gewährleisten,
umfasst die Vorrichtung ferner eine zweite Pumpe, welche in der Rücklaufleitung
angeordnet ist sowie eine erste Pumpe, welche in der Zuführleitung
angeordnet ist. Durch die zweite Pumpe kann auch ein Ansaugen der
verwendeten Reinigungsflüssigkeit
aus dem geschlossenen Raum der Maschine ermöglicht werden.
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Besonders
bevorzugt umfasst die Vorrichtung weiter eine Wasseranschlussleitung
und eine Anschlussleitung für
ein Reinigungsmittel, welche mit dem Tank verbunden sind. Somit
besteht die Reinigungsflüssigkeit
aus Wasser und einem Reinigungsmittel und kann je nach Anwendungsfall
zusammengemischt werden. Beispielsweise kann bei weniger verschmutzten
Maschinen weniger Reinigungsmittel verwendet werden. Besonders bevorzugt
sind dabei mehrere Behälter
für unterschiedliche
Reinigungsmittel vorgesehen, so dass je nach Anwendungsfall ein
spezielles Reinigungsmittel oder Gemisch von zwei oder mehreren
Reinigungsmitteln mit Wasser als Reinigungsflüssigkeit verwendet werden kann.
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Besonders
bevorzugt mündet
die Anschlussleitung für
Reinigungsmittel dabei in einer Bypassleitung der Wasseranschlussleitung.
Dadurch ist es möglich,
dass für
bestimmte Reinigungsfälle
auch ausschließlich
Wasser als Reinigungsflüssigkeit
verwendet werden kann, wobei die Anschlussleitung für Reinigungsmittel
mittels Ventilen abgesperrt ist.
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Weiter
bevorzugt ist im Tank wenigstens ein Spülkopf angeordnet, über welchen
die zurückgeführte Reinigungsflüssigkeit
in den Tank zugeführt wird.
Somit wird die Reinigungsflüssigkeit
im Tank ausgesprüht,
so dass sich im Tank keine Ablagerungen oder Verschmutzungen bilden
können.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung umfasst
die Vorrichtung ferner eine Sensoreinrichtung zur Bestimmung eines
Verschmutzungsgrades der Reinigungsflüssigkeit. Mittels der Sensoreinrichtung
kann somit einfach bestimmt werden, wann ein Austausch der Reinigungsflüssigkeit
notwendig ist.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum
Reinigen eines geschlossenen Raums einer Maschine wird zur Reinigung
in einem ersten Schritt eine in einem Tank gespeicherte Reinigungsflüssigkeit
in dem zu reinigenden Raum mittels eines Sprühkopfes ausgespritzt. Anschließend wird
die ausgespritzte Reinigungsflüssigkeit
gesammelt und in den Tank zurückgeführt. Dabei
wird ein Grad einer Verschmutzung einer Reinigungsflüssigkeit überprüft, und
wenn ein Grad der Verschmutzung der Reinigungsflüssigkeit geringer als ein vorgegebener
Wert ist, die Reinigungsflüssigkeit
nochmals verwendet, und wenn der Grad der Verschmutzung den vorgegebenen
Wert erreicht hat, die Reinigungsflüssigkeit ausgetauscht. Somit
wird erfindungsgemäß die Reinigungsflüssigkeit
mehrmals verwendet, wobei sie solange verwendet werden kann, bis
ein vorbestimmter Grad an Verunreinigung der Reinigungsflüssigkeit erreicht
ist. Um eine noch längere
Verwendbarkeit der Reinigungsflüssigkeit
zu gewährleisten,
wird vorzugsweise die Reinigungsflüssigkeit gefiltert, so dass beispielsweise
durch lediglich den Austausch des Filters die Reinigungsflüssigkeit
noch länger
verwendet werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung wird insbesondere in Füllmaschinen bzw. Verschließmaschinen
eingesetzt, welche insbesondere toxische Produkte abfüllen.
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Zeichnung
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im
Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
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1 eine
schematische Blockdarstellung einer Vorrichtung zur Reinigung gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel,
und
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2 eine
schematische Blockdarstellung einer Vorrichtung zur Reinigung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 1 eine Vorrichtung 1 zur
Reinigung eines geschlossenen Raumes 2 einer Maschine im
Detail beschrieben.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist, umfasst die Vorrichtung 1 einen
Tank 3, welcher teilweise mit einer Reinigungsflüssigkeit 8 gefüllt ist.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist die Reinigungsflüssigkeit
eine Mischung aus Wasser und einem Reinigungsmittel. Die Vorrichtung 1 des
ersten Ausführungsbeispiels weist
dabei drei Behälter 12a, 12b, 12c für Reinigungsmittel
auf, wobei in den Behältern
unterschiedliche Reinigungsmittel angeordnet sein können. Ferner
umfasst die Vorrichtung 1 eine Zufuhrleitung 4 und
eine Rückführleitung 5.
Die Zufuhrleitung 4 führt über einen
ersten Leitungsabschnitt 15 und ein Absperrventil 14 in
den geschlossenen Raum 2 und die Rückführleitung 5 führt von
einem tiefsten Punkt 2a des geschlossenen Raums zurück zum Tank 3.
Wie aus 1 ersichtlich ist, mündet die
Zufuhrleitung 4 im geschlossenen Raum 2 und verzweigt
sich dort, um eine Vielzahl von Sprühköpfen 6 mit Reinigungsflüssigkeit
zu versorgen. Hierbei ist es möglich,
dass die Sprühköpfe 6 derart
angeordnet sind, dass sie um ihre eigene Achse rotieren können oder
dass der Verzweigungsbereich der Zufuhrleitung 4 drehbar
angeordnet ist.
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Im
ersten Leitungsabschnitt 15 zum Zuführen der Reinigungsflüssigkeit
zum Raum 2 ist ferner eine erste Pumpe 7 angeordnet,
so dass die Reinigungsflüssigkeit
zu den Sprühköpfen 6 gefördert werden
kann. Wie weiter aus 1 ersichtlich ist, ist eine
zweite Pumpe 9 in der Rückführleitung 5 angeordnet,
um eine sichere Rückführung der
Reinigungsflüssigkeit 8 in
den Tank 3 zu ermöglichen.
Um eine gewisse Temperatur der Reinigungsflüssigkeit 8 zu erreichen,
ist ferner im Tank 2 ein Wärmeübertrager 3a angeordnet.
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Weiterhin
weist die Vorrichtung 1 einen Wasseranschluss 10 zum
Zuführen
von Wasser sowie einen Ablassanschluss 11 auf. Der Ablassanschluss 11 kann
mittels eines Ventils 11a freigegeben bzw. verschlossen
werden und dient zum Ablassen von verschmutzter Reinigungsflüssigkeit.
Wie aus 1 ersichtlich ist, mündet die
Leitung des Wasseranschlusses 10 am ersten Leitungsabschnitt 15 vor
der ersten Pumpe 7, so dass die erste Pumpe 7 auch
frisches Wasser fördern
kann. Das Frischwasser kann über
einen zweiten Leitungsabschnitt 16 und einen dritten Leitungsabschnitt 17 zu
einem Spülkopf 13 im Tank 3 zugeführt werden,
welcher das Frischwasser im Tank aussprüht. Dadurch wird gleichzeitig
auch der Tank von Verunreinigungen gereinigt. Weiterhin ist noch
eine Bypassleitung 18 vorgesehen, welche vom ersten Leitungsabschnitt 15 zum
dritten Leitungsabschnitt 17 führt. In die Bypassleitung 18 münden die
Anschlüsse
der drei Behälter 12a, 12b, 12c für das Reinigungsmittel,
wobei für
jeden der Behälter 12a, 12b, 12c ein
separater Leitungsabschnitt mit separatem Absperrventil vorgesehen
ist. Dadurch können
beliebige Kombinationen der Reinigungsmittel aus den Behältern 12a, 12b, 12c mit
dem Frischwasser gemischt werden, um die Reinigungsflüssigkeit
zu bilden. Hierdurch ist es möglich,
je nach Anwendungsfall eine spezielle Reinigungsflüssigkeit
zusammenzustellen.
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Die
Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ist
dabei wie folgt. Wenn eine Reinigung eines geschlossenen Raums 2 einer
Maschine durchgeführt
werden soll und Reinigungsflüssigkeit 8 im Tank 3 vorhanden
ist, wird die erste Pumpe 7 betätigt, so dass die Reinigungsflüssigkeit
aus dem Tank über das
geöffnete
Absperrventil 14 in die Zufuhrleitung 4 und von
dort zu den Sprühköpfen 6 gefördert werden kann.
Aus den Sprühköpfen 6 wird
die Reinigungsflüssigkeit
ausgesprüht
und reinigt den Innenraum des geschlossenen Raums 2. Die
gebrauchte Reinigungsflüssigkeit
sammelt sich am tiefsten Punkt 2a und wird über die
Rückführleitung 5 unter
Zuhilfenahme der zweiten Pumpe 9 wieder zurück in den
Tank 3 geführt.
Dabei wird eine Temperatur der Reinigungsflüssigkeit 8 über den
Wärmeübertrager 3a auf einer
gewünschten
Temperatur gehalten. Ein im Tank 3 angeordneter Sensor 19 ermittelt
dabei einen Grad der Verschmutzung der Reinigungsflüssigkeit.
Dieser ermittelte Wert wird mit einem vorbestimmten Wert in einem
Steuergerät
verglichen. Wenn der Grad der Verschmutzung der Reinigungsflüssigkeit
den vorbestimmten Wert noch unterschreitet, kann die Reinigungsflüssigkeit
weiter für
den Reinigungsvorgang verwendet werden. Dadurch kann die Reinigungsflüssigkeit
mehrfach durch den Reinigungskreislauf umgewälzt werden und zur Reinigung
des Raumes 2 verwendet werden. Somit kann eine benötigte Menge an
Reinigungsflüssigkeit
im Vergleich mit dem Stand der Technik signifikant reduziert werden.
Wenn der Sensor 19 bestimmt, dass der Grad der Verschmutzung
dem vorbestimmten Grad der Verschmutzung entspricht, muss die Reinigungsflüssigkeit
ausgetauscht werden. Hierzu wird ein Ventil 24 im ersten Leitungsabschnitt 15 geschlossen
und ein Ventil 11a vor dem Ablassanschluss 11 geöffnet, so
dass die verschmutzte Reinigungsflüssigkeit, wie durch den Pfeil
A angedeutet, abgelassen werden kann. Dabei wird möglichst
die gesamte Reinigungsflüssigkeit
abgelassen. Anschließend
wird das Ventil 11a wieder geschlossen und ein Ventil 10a am
Wasseranschluss 10 geöffnet.
Dadurch kann Frischwasser, wie durch den Pfeil W angedeutet, in
den ersten Leitungsabschnitt 15 strömen und von der ersten Pumpe 7 weiterbefördert werden.
Das Absperrventil 14 befindet sich dabei im geschlossenen
Zustand. Wenn kein Reinigungsmittel dem Wasser zugeführt werden
soll, und die Reinigungsflüssigkeit
somit nur Wasser sein soll, wird das zugeführte Wasser über den
zweiten Leitungsabschnitt 16 und den dritten Leitungsabschnitt 17 zum
Spülkopf 13 im
Tank 3 geführt
und im Tank ausgesprüht.
Dadurch wird auch eine eventuell vorhandene Verschmutzung im Tank
gereinigt. Wenn ein oder mehrere Reinigungsmittel aus den Behältern 12a, 12b, 12c zugeführt werden
sollen, wird ein Ventil 16a im zweiten Leitungsabschnitt
geschlossen und ein Ventil 18a in der Bypassleitung 18 geöffnet und
je nach dem, welches Reinigungsmittel hinzugefügt werden soll, noch eines
oder mehrere der Absperrventile 22a, 22b, 22c für die jeweiligen
Reinigungsmittel sowie ein entsprechendes Ventil 32a, 32b, 32c in
der Bypassleitung 18 geöffnet.
Dadurch wird das Reinigungsmittel zusammen mit dem über die
Bypassleitung 18 geführten
Frischwasser in den Tank gefördert.
Wenn so eine vorbestimmte Menge an Reinigungsflüssigkeit im Tank 3 befindlich
ist, was beispielsweise mit einem Füllstandssensor ermittelt werden
kann, wird das Ventil 10a wieder geschlossen und das Absperrventil 14 geöffnet. Die
beiden Ventile 16a und 18a sowie die Ventile 22a, 22b, 22c und 32a, 32b, 32c werden
ebenfalls geschlossen, so dass dann wieder der Reinigungskreislauf,
ausgehend von Tank 3 über
den ersten Leitungsabschnitt 15, die Zufuhrleitung 4 zum
Raum 2 und die Rückleitung über die
Rückführleitung 5 in
Betrieb genommen werden kann.
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Somit
kann erfindungsgemäß die Reinigungsflüssigkeit 8 mehrfach
verwendet werden, bis sie so stark verschmutzt ist, dass sie nicht
mehr zur Reinigung verwendbar ist. Erst dann muss die Reinigungsflüssigkeit
ausgetauscht werden. Dadurch kann die notwendige Menge an Reinigungsflüssigkeit signifikant
reduziert werden und somit insbesondere die Entsorgungskosten, aber
auch Kosten für
die Reinigungsflüssigkeit,
verringert werden. Ferner wird dadurch die Umwelt geschont.
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf 2 eine Vorrichtung 1 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung im Detail beschrieben. Gleiche bzw. funktional gleiche
Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel
bezeichnet.
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Das
zweite Ausführungsbeispiel
entspricht im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei im Unterschied
dazu zusätzlich
noch ein Filter 20 vorgesehen ist. Hierzu geht von der
Rückführleitung 5 eine
Zweigleitung 21 zum Filter 20 ab, wobei mittels
eines Absperrventils 23 festgelegt werden kann, ob die
vom geschlossenen Raum 2 kommende Reinigungsflüssigkeit über den
Filter 20 geführt
werden soll oder nicht. Durch die Verwendung des Filters 20 ist
es möglich,
dass die Reinigungsflüssigkeit noch
länger
verwendet werden kann, da im Filter 20 Verunreinigungen
zumindest teilweise herausgefiltert werden können. Bei verschmutztem Filter
ist hierbei gegebenenfalls ein Filterwechsel vorzunehmen. Ansonsten
entspricht dieses Ausführungsbeispiel
dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel,
so dass auf die dort gegebene Beschreibung verwiesen werden kann.