DE19546602A1 - Vakuum-Zentrifugiereinrichtung und Vakuum-Reinigungs- und Trocknungsverfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zentrifugiereinrichtung oder Vakuumkammer, insbesondere zum Reinigen von Hohlräume oder Sacklöcher aufweisendem Schüttgut, Röhrchen oder dergleichen, mit einer Zentrifuge, welche mit einem Unterdrucksystem in Verbindung steht.

Die Reinigung von Schüttgut, insbesondere von Schüttgut, welches 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 Freone, 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 aufweist. 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 Reinigungsmethoden eingesetzt werden. Abgesehen von den vorgenannten Problemen, gibt es auch Fälle, in welchen empfindliche Produkte durch eine reine Ultraschallreinigung beschädigt würden, so daß für solche Produkte eine schonendere Reinigungsmethode anzuwenden ist.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung von Schüttgut oder anderen Produkten, insbesondere von solchen mit Hohlräumen oder Sacklöchern, zur Verfügung zu stellen, welches schonend, effizient, schnell und vor allem umweltfreundlich ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch eine Vorrichtung erreicht, bei welcher wenigstens ein in der Zentrifuge oder Vakuumkammer angeordnet er Ultraschallgeber und wenigstens zwei jeweils ein Lösungsmittel oder ein Lösungsmittelgemisch aufnehmende Behälter vorgesehen sind, welche über mit Ventilen versehene Leitungen mit der Zentrifuge in Verbindung stehen, daß Fördermittel und/oder Leitungen vorgesehen sind, um das Lösungsmittel oder das Lösungsmittelgemisch von der Zentrifuge in die Behälter zurückzuleiten oder zu entfernen, und daß wenigstens ein Behälter eine Anschlußstelle zur Zuführung von frischem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch aufweist. 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 erreicht werden. Eine Beschallung kann insbesondere bei stark verschmutzten und unempfindlichen Teilen vorgesehen werden. Weiter kann durch die Zentrifugalkraft das eingesetzte Lösungsmittel anschließend auch aus kleinen Hohlräumen größtenteils wieder herausgeschleudert werden. Durch die gleichzeitige 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. Frisches 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 Lösungsmittel oder Wasser gering gehalten werden. Außerdem kann der Verdünnungseffekt durch mehrfaches Spülen voll ausgeschöpft werden, so daß das Schüttgut von den anhaftenden Verunreinigungen praktisch vollständig befreit werden kann.

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

Ferner kann die Zentrifuge/Vakuum-Kammer mit einer äußeren Begleitheizung versehen sein, um durch Anheben des Taupunktes beim Vakuumtrocknen den Verdampfungs-Kondensationskreislauf zu unterbinden. Ein extern installierter Kondensator, der mit dem Kühlaggregat in Verbindung steht, unterstützt die externe Kondensation von Spülwasser und Lösungsmittelansätzen und erlaubt eine schnellere Evakuierung der Zentrifuge/Vakuum-Kammer.

Außerdem kann die Zentrifuge/Vakuum-Kammer zusätzlich innen mit einer Strahlungsheizung ausgerüstet sein.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist es, daß im Unterschied zu konventionellen Ultraschallreinigungsverfahren, wo das zu reinigende Produkt von Reinigungsbad zu Reinigungsbad in verschiedenen Behältern durch die Atmosphäre 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 Zentrifuge/Vakuumkammer verweilen kann. Für stark ölverschmutzte Produkteteile, z. B. in Drehautomaten gefertigte Teile, kann ein Ölabscheider in der Zentrifuge integriert sein. Die atmosphärische Belüftung 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 Partikeln etc. vorgeschaltet.

Zweckmäßigerweise ist eine Mikroprozessorsteuerung zur Steuerung und/oder Überwachung der Ventile, der Sensoren und des Vakuumerzeugers vorgesehen. Die Verwendung einer Mikroprozessorsteuerung ermöglicht die automatische oder halbautomatische Reinigung des Schüttgutes.

Vorteilhaft besitzt die Zentrifuge einen lösungsmitteldurchlässigen, 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. 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 Lage des Schüttgutes bedeckt sind. Der Korb kann insbesondere Halter, die radial nach außen schwenkbar sein können, aufweisen, um Produkte wie Röhrchen, Fläschen 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 mehr Umdrehungen pro Minute realisiert werden, auch wenn kleinere Unwuchten vorhanden sind. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform 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 wenigstens oberen und unteren, einstellbaren Schaltpunkten aufweisen, welche mit der Mikroprozessorsteuerung in Verbindung stehen. Dadurch kann immer die gleiche Menge Lösungsmittel zudosiert werden. Ein weiterer (dritter) hoher Schaltpunkt kann in "fail safe"-Ausführung in Verbindung mit der Steuerung als Überlaufsicherung 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 den einstellbaren Schaltpunkten für die Ablaufsteuerung verwendet werden, indem bestimmte Ventile erst dann geöffnet oder geschlossen werden können, wenn ein bestimmter Druckwert erreicht ist. Die Füllstandsanzeigen und die Druckmeßröhre besitzen vorteilhaft wenigstens obere und untere, einstellbare Schaltkontakte, welche dem Mikroprozessor oder Computer als Logiksignale zugeführt werden können. Es ist weiter denkbar, in der Zentrifuge oder in den einzelnen Behältern eine Heizung vorzusehen, um das Lösungsmittel oder Wasser auf eine bestimmte Temperatur 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 verhindert werden.

Als besonders vorteilhaft hat sich der Einsatz von wenigstens vier Lösungsmittelbehältern gezeigt. Solch eine Anlage ist vielseitig einsetzbar. Außerdem kann der Verbrauch an Lösungsmittel 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 destilliertes Wasser.

Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren zur Reinigung von Hohlräume oder Sacklöcher aufweisendem Schüttgut mittels Vakuum-Zentrifugierung zur Verfügung gestellt, bei welchem das Schüttgut mit einem Lösungsmittel oder einem Lösungsmittelgemisch in einem mehrere Zyklen umfassenden Reinigungsprozeß gespült und gegebenenfalls mit Ultraschall beaufschlagt, evakuiert und zentrifugiert wird, wobei das Lösungsmittel eines bestimmten Zyklus jeweils im Reinigungsprozeß der nächsten Charge im nächstniedrigeren Zyklus eingesetzt und das Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch des niedrigsten Reinigungszyklus aus dem Kreislauf entfernt wird, daß in einem Zyklus die Zentrifuge mit dem Schüttgut jeweils evakuiert und das Lösungsmittel oder das Lösungsmittelgemisch anschließend in die Zentrifuge eingelassen wird, bis das Schüttgut mit Lösungsmittel bedeckt ist, daß das Lösungsmittel anschließend aus der Zentrifuge abgelassen und in einem Behälter zwischengelagert wird, daß die Zentrifuge sodann in Betrieb gesetzt und evakuiert wird, wobei das Evakuieren gleichzeitig, vor oder nach dem Inbetriebsetzen der Zentrifuge erfolgen kann, und daß möglicherweise in der Zentrifuge angesammeltes Restwasser ebenfalls abgelassen 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 Evakuieren der das Schüttgut enthaltenen Zentrifuge wird erreicht, daß beim anschließenden Fluten der Zentrifuge mit Lösungsmittel, das Wasser in alle Hohlräume und Sacklöcher eindringen kann. Der applizierte Unterdruck sorgt zusammen mit dem Zentrifugieren aber auch für ein rasches Trocknen des Schüttgutes. Weil bereits durch das Zentrifugieren das meiste Wasser aus dem Schüttgut herausgeschleudert wird, wird für das abschließende Trocknen durch Unterdruck nur noch kurze Zeit benötigt. Es versteht sich von selbst, daß durch erwärmtes Wasser der Reinigungseffekt verstärkt und die Trocknungszeit herabgesetzt 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 Reinigung wenigstens einer anderen Charge bereits verwendet worden, so daß es teilweise verschmutzt ist. Durch den Zusatz von Reinigungsmitteln können auch stark verschmutzte Teile gereinigt werden. Als Reinigungszusatz eignen sich bekannte oberflächenaktive 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 werden braucht. Zur Erzielung eines guten Reinigungseffekts kann das Schüttgut bereits vor dem Ablassen des Lösungsmittels kurzzeitig zentrifugiert werden, wobei die Drehzahl der Zentrifuge in der Regel kleiner als beim Trockenschleudern ist. Zusätzlich kann das zu trocknende Gut mit Ultraschall 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 Sprühdüsen oder auf das Einleiten von Luft in das Lösungsmittel verzichtet 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, so daß 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, so daß 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, so daß 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, so daß 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 zurückgeleitet. Analog wird der Inhalt des Behälters 19 nach der Reinigung in den Behälter 17 geleitet. Der Behälter 19, resp. der Behälter welcher das frische Lösungsmittel oder Wasser enthält, wird am Ende eines Reinigungsprozesses durch reines Lösungsmittel 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 eingeschaltet und das Ventil 57 geöffnet (Ventile 39, 53, 47, 49 geschlossen). Sobald ein bestimmter Unterdruck erreicht ist, wird das Ventil 57 geschlossen und die Ventile 39 und 33 geöffnet. Lösungsmittel aus dem Behälter 21 strömt in die Zentrifuge 11. Sobald ein bestimmtes Flüssigkeitsniveau in der Zentrifuge 11 erreicht ist (Schaltpunkt der Füllstandsanzeige), 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 versetzt werden. Durch die Verwirbelung des Schüttgutes und dem Aneinanderschleifen desselben kann der Reinigungseffekt wesentlich verbessert werden. Eine weitere Verstärkung des Reinigungseffekts bei sehr stark verschmutzten Teilen wird durch eine Beschallung des Schüttguts erreicht. Zur weiteren Verbesserung des Reinigungseffektes kann das Lösungsmittel auch noch erwärmt sein. Anschließend wird das Ventil 53 solange geöffnet, bis in der Zentrifuge 11 Umgebungsdruck herrscht. Danach wird das Ventil 49 geöffnet und das verschmutzte Reinigungsmittel fließt ab (z. B. in den Abwasserkanal). Anschließend werden die Ventile 53, 49 wieder geschlossen, das Ventil 57 geöffnet und die Zentrifuge 11 auf einen bestimmten Unterdruck evakuiert. Sobald ein bestimmter Schaltpunkt der Druckmeßröhre erreicht ist, wird die Zentrifuge 11 eingeschaltet. Durch die Zentrifugalkraft wird das Lösungsmittel aus den Hohlräumen und Sacklöchern geschleudert. Durch den herrschenden Unterdruck 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 Minuten. Zur Verhinderung einer Kondensation an der Zentrifugenaußenwand kann dieselbe gleichzeitig von außen beheizt sein. Darüberhinaus kann der Trockenvorgang durch eine interne Strahlungsheizung noch beschleunigt werden. Das Ende des Trockenvorganges kann durch einen starken Druckabfall festgestellt werden.

Es ist darauf hinzuweisen, daß Produkte, welche in einer bestimmten Orientierung in der Zentrifuge angeordnet werden können, durch das Zentrifugieren praktisch vollständig getrocknet werden können. Dies ist z. B. der Fall bei in schwenkbaren Körben angeordneten, kleinen Röhrchen oder Kölbchen, welche nur eine Öffnung besitzen. Diese werden mit der Öffnung nach unten in die Körbe gestellt, so daß 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 abgelassen 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 nächstfolgenden Behälter 15, 17 oder 19 verwendet wird. Das aus der Zentrifuge 11 abfließende Lösungsmittel des 2. Reinigungszyklus wird dann in den Behälter 21 geleitet. Diesem Lösungsmittel, welches zur Reinigung der nächsten Charge Schüttgut eingesetzt wird, kann mittels der Dosiereinrichtung 23 noch ein Reinigungsmittel zudosiert werden.

Im 3. Reinigungszyklus wird Lösungsmittel aus dem nächstfolgenden Behälter eingesetzt, welcher das Lösungsmittel enthält, das bei der Reinigung der vorangehenden Charge im 4. Reinigungszyklus verwendet wurde, usw. Durch das beschriebene Vorgehen kann das Lösungsmittel mehrfach verwendet werden, indem das Lösungsmittel jeweils zur Reinigung von zunehmend verschmutzten Produkten eingesetzt wird. Frisch zugeführtes Lösungsmittel wird also in einen der Behälter 15, 17 oder 19 geleitet und wandert dann nach jedem Reinigungszyklus in den nächstfolgenden Behälter, so daß der Verschmutzungsgrad des Lösungsmittel 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 Hohlräumen aufweisendem Schüttgut erreicht.

Zur Steuerung des Reinigungsverfahrens hat sich eine Mikroprozessorsteuerung als zweckmäßig erwiesen. Diese steuert die verschiedenen Ventile, die Pumpen und die Zentrifuge. Außerdem können Zustände oder Schaltpunkte des Drucksensors, der Füllstandsanzeigemittel oder Temperatursensoren abgefragt werden. Diese können für eine effiziente Steuerung des Verfahrens verwendet werden. Spricht z. B. der untere Schaltpunkt einer Füllstandsanzeige an, so werden automatisch die entsprechenden 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 Reinigungsmittel-Aufbereitungsanlage zugeführt. Diese kann das Gemisch z. B. durch fraktionierte (Vakuum-)Destillation wieder in die einzelnen Komponenten zurückführen, damit diese wiederverwendet 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 Wasser, wobei das Schüttgut gegebenenfalls zentrifugiert und beschallt wird. Ein in der Vakuumkammer vorgängig erzeugter Unterdruck sorgt für eine vollständige Benetzung der zu trocknenden Teile. Das Trocknen der Teile erfolgt vorzugsweise durch Zentrifugieren und gleichzeitiges Evakuieren, wobei dieser Vorgang durch eine äußere und/oder innere Beheizung noch beschleunigt werden kann. Die einzelnen Verfahrensschritte können je nach Bedarf unterschiedlich miteinander kombiniert oder auch übersprungen werden. Das Verfahren zeichnet sich durch einen geringen Wasserverbrauch und einen guten Reinigungseffekt aus. Das Verfahren kann automatisch ablaufen.

Claims (16)

1. Zentrifugiereinrichtung oder Vakuumkammer, insbesondere zum Reinigen von Hohlräume oder Sacklöcher aufweisendem Schüttgut, Röhrchen oder dergleichen, mit einer Zentrifuge (11), welche mit einem Unterdrucksystem in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein in der Zentrifuge angeordneter Ultraschallgeber und wenigstens zwei jeweils ein Lösungsmittel oder ein Lösungsmittelgemisch aufnehmende Behälter (15, 17, 19, 21) vorgesehen sind, welche über mit Ventilen versehenen Leitungen (25) mit der Zentrifuge (11) in Verbindung stehen, daß Fördermittel (41, 43) und/oder Leitungen (25) vorgesehen sind, um das Lösungsmittel oder das Lösungsmittelgemisch von der Zentrifuge (11) in die Behälter (15, 17, 19, 21) zurückzuleiten oder zu entfernen, und daß wenigstens ein Behälter (15, 17, 19, 21) eine Anschlußstelle zur Zuführung von frischem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch aufweist.

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 ist.

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, welche 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 Reinigungsmittels zum Lösungsmittel vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 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 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrifuge (11) eine Druckmeßröhre (55) mit Grenzwertschaltern aufweist, welche mit der Mikroprozessorsteuerung 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 vorgesehen ist.

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

12. Verfahren zur Reinigung von Hohlräume oder Sacklöcher aufweisendem Schüttgut, Röhrchen oder dergleichen in einer mit einem Unterdrucksystem verbundenen Zentrifuge (11) oder Vakuumkammer mittels Zentrifugieren und Unterdruckerzeugung, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut mit einem Lösungsmittel oder einem Lösungsmittelgemisch in einem mehrere Zyklen umfassenden Reinigungsprozeß gespült und gegebenenfalls mit Ultraschall beaufschlagt, zentrifugiert und evakuiert wird, wobei das Lösungsmittel eines bestimmten Zyklus jeweils im Reinigungsprozeß der nächsten Charge im nächstniedrigeren Zyklus eingesetzt und das Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch des niedrigsten Reinigungszyklus aus dem Kreislauf entfernt wird, daß in einem Zyklus die Zentrifuge (11) mit dem Schüttgut jeweils evakuiert und das Lösungsmittel oder das Lösungsmittelgemisch anschließend in die Zentrifuge (11) eingelassen wird, bis das Schüttgut bedeckt ist, daß das Lösungsmittel danach aus der Zentrifuge (11) abgelassen und in einem Behälter (15, 17, 21) zwischengelagert wird, daß die Zentrifuge (11) in Betrieb gesetzt und gleichzeitig evakuiert wird, wobei das Evakuieren 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 Behälter (15, 17, 19, 21) geleitet wird.

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

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schüttgut mit dem Lösungsmittel zentrifugiert und/oder mit Ultraschall beaufschlagt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Wasser und als Reinigungsmittel eine 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.