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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von unlöslichen
Verschmutzungen aus dem Reinigungsmedium einer Wasch- oder Reinigungsmaschine.
Zur Verbesserung des Reinigungsergebnisses ist es wichtig, aus dem
Reinigungsmedium die Verschmutzungen kontinuierlich zu entfernen,
damit diese nicht wieder auf das Reinigungsgut gelangen können.
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Nach
dem Stand der Technik erfolgt die Reinigung von Textilien oder Gegenständen üblicherweise
in geschlossenen Anlagen, bei dem das Reinigungsmedium (z.B. Tetrachlorethen,
Kohlenwasserstofflösemittel,
andere Lösemittel
oder Wasser) in einem Pumpenkreislauf geführt wird, indem das Reinigungsmedium
aus der Behandlungskammer im unteren Bereich abgesaugt, und meist
im oberen Bereich wieder zugeführt
wird. Je nach Ausführung
sind unterschiedliche Verfahren zur Reinigung bekannt.
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Im
einfachsten Fall wird das Reinigungsmedium lediglich aus der Behandlungskammer
bzw. Reinigungstrommel abgesaugt und direkt wieder in diese zurückgeführt. Außer einem üblicherweise
vorhandenen Sieb zum Schutz der Pumpe gegen Beschädigung oder
Verstopfen ist hier keinerlei Vorrichtung zur kontinuierlichen Entfernung
des Schmutzes aus dem Reinigungsmedium vorgesehen. Nach einiger
Zeit wird das Reinigungsmedium schließlich komplett in eine Aufbereitungsvorrichtung
(z.B. Destillation) gepumpt, oder entsorgt. Der offensichtliche Nachteil
dieses Verfahrens liegt darin, dass die Anreicherung des Schmutzes
im Reinigungsmedium die Wiederanlagerung an das Reinigungsgut (Schmutzretention)
begünstigt.
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In
einem weiteren Verfahren ist in den Pumpenkreislauf ein Filter eingesetzt,
das die vom Reinigungsgut abgelösten,
nichtlöslichen
Verschmutzungen aus dem Reinigungsmedium entfernen sollen. Eingesetzt
werden nach dem Stand der Technik z.B. einfache Siebe, Schleuderfilter
mit Nylongewebe oder Kartuschenfilter. Bauart bedingt haben diese
Filter den Nachteil, dass sie regelmäßig getauscht oder gereinigt werden
müssen,
um eine ausreichende Filterwirkung zu gewährleisten. Darüber hinaus
neigen bestimmte Verschmutzungen (z.B. Tenside oder Fette) zum Verkleben
der Filterflächen,
was die Filterleistung zusätzlich
beeinträchtigt.
Insbesondere bei der Reinigung von Industrieware, z.B. Arbeitshandschuhe,
Arbeitskleidung oder Putztücher
sind übliche Filter
aufgrund der hohen Schmutzfracht und der Art der Verschmutzung (z.B.
abrasiver Korundstaub oder sich verhakende Eisenspäne) oftmals
nicht einsetzbar. Es wäre
aber hier sehr wichtig, den Schmutz kontinuierlich aus dem Reinigungsmedium
zu entfernen, da dieser sonst wieder auf die Textilien oder Gegenstände aufziehen
kann und damit das Reinigungsergebnis verschlechtert. Je nach Höhe der Verschmutzung
sind deswegen mehrere Bäder
notwendig, was neben einem erhöhten
Zeitaufwand auch höhere
Energiekosten für
die Wiederaufarbeitung des Reinigungsmediums (z.B. durch Destillation)
bedeutet.
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Neben
Partikelschmutz (z.B. Staub oder Späne) können in verschiedenen Lösemitteln
(z.B. Siloxane) unerwünschte,
fein verteilte Wassertropfen in der Reinigungsflotte enthalten sein.
Das Problem zur Entfernung dieser Tröpfchen ist bisher technisch nur
unzureichend gelöst.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nichtlösliche Verschmutzungen
auf eine gegenüber
dem bisherigen Stand der Technik vorteilhaftere Weise zu entfernen.
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Erfindungsgemäß wird dies
durch die Verwendung einer Wirbelstromabscheidung (Hydrozyklon)
erreicht. Diese ist in den Pumpenkreislauf integriert und arbeitet
speichernd, d.h. die Schmutzseite wird lediglich zyklisch zum Ausschleusen
der abgeschiedenen Verschmutzungen geöffnet. Je nach konstruktiver
Gestaltung des Wirbelstromabscheiders können gegenüber Filtern gleichwertige oder
sogar deutlich bessere Schmutzabscheidegrade erreicht werden.
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Die
Vorteile gegenüber
der Filtrationstechnik liegen im wesentlich vereinfachten Aufbau,
der hohen Betriebssicherheit und dem wartungsfreien Betrieb des
Wirbelstromabscheiders. Auch unerwünschte Wassertröpfchen lassen
sich mit Hilfe eines Wirbelstromabscheiders aus spezifisch leichteren,
nicht wassermischbaren Lösemitteln
abtrennen. Der Einsatz eines Wirbelstromabscheiders bei Waschmaschinen
bietet aufgrund der Schmutzentfernung aus der Waschlauge die Möglichkeit,
ggf. auf eine Vorwäsche
zu verzichten, was ökonomisch
und ökologisch
einen sehr großen
Vorteil bringt. Die Verschmutzungen lassen sich hoch konzentriert
dem Wirbelstromabscheider entnehmen und bei Bedarf gegenüber der
Waschflotte getrennt entsorgen.
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Im
folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine als Beispiel dienende,
bevorzugte Ausführungsform
des Wirbelstromabscheiders,
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2 die erfindungsgemäße Einbeziehung eines
Wirbelstromabscheiders in eine Reinigungsmaschine am Beispiel einer
Textilreinigungsmaschine.
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3 eine nach dem Stand der
Technik übliche
Ausführung
einer Waschmaschine
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4 die erfindungsgemäße Einbeziehung eines
Wirbelstromabscheiders am Beispiel einer Waschmaschine
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Der
Wirbelstromabscheider gemäß 1 besteht im einfachsten
Fall aus einem zylindrischen Rohr (1) mit einem tangential
mündenden
Einlauf (2), einem mit Hilfe eines Ventils (5)
verschließbaren,
unten mittig angebrachten Auslauf (3), auch Unterlauf genannt,
und einem oben mittig angebrachten Überlauf (4), auch
Oberlauf genannt. Das dem Wirbelstrom-abscheider über den
Einlauf (2) zugeführte Reinigungsmedium
wird in eine Drallströmung
versetzt, wodurch die spezifisch schwereren Verschmutzungen nach
außen
gelangen, und sich aufgrund der gerichteten Abwärtsströmung im Wirbelstromabscheider
im unteren, strömungsberuhigten
Teil ansammeln können.
Das von den Verschmutzungen abgereicherte Reinigungsmedium verlässt den
Wirbelstromabscheider über
den Überlauf
(4). Die Verschmutzungen lagern sich im unteren Teil zwar
ab, bleiben aufgrund der sich fortsetzenden Drallströmung aber
immer in schwebender Rotationsbewegung, so dass dem Verstopfen des
Auslaufs (3) beim Entfernen des Schmutzes durch Öffnen des
Ventils (5) entgegengewirkt wird. Neben der genannten,
einfachen Form des Wirbelstromabscheiders sind je nach Anforderung
an den Schmutzabscheidegrad auch komplexere Formen (z.B. nach unten
konisch sich verjüngendes
Rohr, oder unten angebrachte, vergrößerte Schmutzsammelkammer)
möglich.
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Eine
Reinigungsmaschine gemäß 2 besteht im wesentlichen
aus einer Behandlungskammer (6) zur Aufnahme des Reinigungsgutes,
eines oder mehrerer Vorratstanks (8) zur Speicherung des Reinigungsmediums,
einer Lösemittelpumpe
(7) mit vor geschaltetem Grobfilter (13), einem
Wirbelstromabscheider (10), einer Destillationseinrichtung
(9), und einem, oder mehrerer Lösemittelfilter (18).
Die Ventile (5), (11), (12), (14),
(15), (16), (17), (19) und (20)
dienen zur Steuerung des Lösemittelflusses
innerhalb der Anlage. Nach Befüllen
der Behandlungskammer (6) mit Lösemittel durch Einschalten
der Pumpe (7) und Öffnen
der Ventile (14), (20), (16) und (11)
wird im Pumpenkreislauf vorgereinigt. Dazu werden die Ventile (12),
(15), (16) und (11) bei eingeschalteter
Lösemittelpumpe
(7) geöffnet.
Das aus der Behandlungskammer (6) abgesaugte, mit Verschmutzungen
angereicherte Lösemittel
wird zunächst
durch das Grobfilter (13) von grobem Schmutz, der die Pumpe
beschädigen
könnte,
gereinigt. Anschließend
wird das Lösemittel
in den Wirbelstromabscheider (10) geführt und dort größtenteils von
Verschmutzungen befreit. Das gereinigte Lösemittel gelangt wiederum zur
Behandlungskammer (6). Je nach Schmutzfracht kann in Zeitintervallen, oder
lediglich am Ende vom Reinigungszyklus das Ventil (5) geöffnet, und
die im Wirbelstromabscheider gespeicherten Verschmutzungen in die
Destillationseinrichtung (9) überführt werden. Das Ventil (16) ist
dabei geschlossen. Es ist auch üblich,
das gesamte zur Vorreinigung verwendete Lösemittel in die Destillationseinrichtung
(9) zu pumpen. Dies erfolgt in nahe liegender Weise ebenso über den
Wirbelstromabscheider (10) bei geöffneten Ventilen (12),
(15) und (5). In einem oder in mehreren weiteren
Bädern
sind verschiedene Verfahrensweisen möglich, z.B. ein Pumpenkreislauf
unter Einbeziehung des Wirbelstromabscheiders (10) und
eines zusätzlichen
Lösemittelfilters
(18) durch Öffnen
der Ventile (12), (15), (17) und (11),
oder ein Pumpenkreislauf ausschließlich über das Lösemittelfilter (18)
durch Öffnen
der Ventile (12), (20), (17) und (11).
Am Ende des jeweiligen Zyklus muss nicht zwangsläufig in die Destillationseinrichtung
(9) gepumpt werden, es ist auch durch Öffnen des Ventils (19)
das Zurückpumpen
in den Vorratstank (8) möglich. Auch die Reinigung des Inhalts
im Vorratstank (8) ohne Einbeziehung der Behandlungskammer
(6) ist durch Öffnen
der Ventile (14), (15), (16) und (19)
oder (14), (15), (17) und (19) oder
(14), (20), (17), (19) möglich.
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Eine übliche Waschmaschine
verfügt
nach 3 im wesentlichen
neben der Waschtrommel (30) und dem Frischwasserzulauf
(35) über
eine Laugenpumpe (32) und ein davor geschaltetes Grobfilter (31),
wobei die Druckleitung der Laugenpumpe (32) direkt in einen
Abfluss oder in eine Aufbereitungsanlage (36) mündet. Während des
eigentlichen Waschprozesses findet keinerlei Laugenumwälzung statt. Bereits
abgelöste
Verschmutzungen können
wieder auf das Reinigungsgut aufziehen (Schmutzretention).
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4 zeigt die erfindungsgemäße Weiterentwicklung
der Waschmaschine durch Einbau eines Wirbelstromabscheiders (34)
und mindestens eines zusätzlichen
Ventils (33). Während
des Waschprozesses wird die Lauge mittels der Laugenpumpe (32) durch
das Grobfilter (31) über
den Wirbelstromabscheider (34) geführt. Die gereinigte Lauge wird über eine
Rückführleitung
(37) wieder der Waschtrommel (30) zugeführt. Am
Ende des Waschprozesses öffnet Ventil
(33), was zur vollständigen
Entleerung der Waschtrommel (30) und des Wirbelstromabscheiders (34)
einschließlich
der angesammelten Verschmutzungen führt. Sofern es sinnvoll ist,
die Verschmutzungen hochkonzentriert zu sammeln, kann ein zusätzliches
Ventil (38) zuvor kurz geöffnet, und der Inhalt des Wirbelstromabscheiders
(34) mitsamt der gespeicherten Verschmutzungen in einen
separaten Behälter
(39) überführt werden.