DE2406868A1

DE2406868A1 - Trockenreinigunsverfahren und vorrichtung zu seiner durchfuehrung

Info

Publication number: DE2406868A1
Application number: DE19742406868
Authority: DE
Inventors: Manfred Rolf Burger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-02-13
Filing date: 1974-02-13
Publication date: 1974-08-15
Also published as: FR2217462A1; IT1004924B; FR2217462B3; JPS5025059A

Description

Patentanwälte *w..

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Dipl. Ing. H. Weickrr.gnt^ Pip!. Phys. Dr. K. Fincke Dipl. Ing. F. A. VJsickmann, Dip!. Chain, ß. Huber 8 München 27, Füählstr. 22

Manfred Rolf Burger 8023 Pullach Wolfratshauser Str. 45/1

Trockenreinigungsverfahren und Vorrichtung zu seiner Durchführung

Die Erfindung betrifft ein Trockenreinigungsverfahren, bei welchem der Dampf eines reinigenden Lösungsmittels, dessen Siedepunkt unter normalem Druck zwischen 20° und 130 C liegaus einer Reinigungskammer zusammen mit Luft abgeführt wird.

Bei einem Trockenreinigungsverfahren werden die zu behandelnden Waren in einer Reinigungskammer angeordnet und mit einem flüssigen Lösungsmittel behandelt. Dann wird das Lösungsmittel aus der Kammer abgeleitet und das in den Waren zurückbleibende Lösungsmittel durch Zentrifugalwirkung ausgeschieden. Schließlich wird fast der ganze Rest des Lösungsmittels, der in den Waren enthalten ist, aus den Waren in Form von Dampf

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entfernt/ indem ein Luftstrom durch die Kammer geleitet wird. Es ist erwünscht, daß das Lösungsmittel aus dem Luftstrom zurückgewonnen wird. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Entfernung und der Rückgewinnung des Lösungsmittels, wobei dieser Vorgang unter der Bezeichnung "Trocknung" bekannt ist.

Die Erfindung besteht darin, daß das Gemisch aus Dampf und Luft verdichtet und anschließend gekühlt wird, indem es durch einen Wärmetauscher hindurchgeleitet wird, in welchem die Abkühlung mittels Umgebungsluft oder mittels Wasser erfolgt, das i.w.umgebungstemperatur aufweist, daß der Druck durch die Verdichtung erzielt wird unäder Kühlmitteldurchsatz derart bemessen ist> daß der Dampf bis auf einen geringen Anteil in dem Wärmetauscher kondensiert, und daß die gewonnene Flüssigkeit von der Luft und dem Dampfrest getrennt und über einen Abscheider einem Behälter zugeführt wird, während das Gemisch aus Luft und restlichem Dampf in einer Drosselstelle expandiert und der Reinigungskammer wieder zugeleitet wird.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß kein Kreislauf vorgesehen ist, in welchem die Temperatur an irgendeinem Punkt unter der Umgebungstemperatur gehalten werden muß. Infolgedessen werden die Kosten einer Kühlung durch Kühlaggregate vermieden. Dies ist dann von wesentlicher Bedeutung, wenn Lösungsmittel verwendet v/erden, die einen niedrigen Siedepunkt aufweisen wie insbesondere Trichlorfluormethan, dessen Siedepunkt bei 23,7° C liegt, und Trichlortrifluoräthan, dessen Siedetemperatur bei 47,6° C liegt, da diese Lösungsmittel nicht einfach dadurch wieder zurückgewonnen werden können, daß das Gemisch aus Luft und Lösungsmitteldampf bei Atmophärendruck einem Kühlmittel bei Atmospharentemperatur ausgesetzt wird.

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Die Erfindung ist ehenso vorteilhaft, wenn andere halogenierte Hydrökarbon-Lösungsmittel wie z;B. Perchloräthylen und Trichloräthylen verwendet werden, d.h. Trockenreinigungslösungsmittel, die einen Siedepunkt bei normalem Druck zwischen 2o° C und 13O°C aufweisen. Das ist dadurch begründet, daß der Anteil des restlichen Dampfes in der der Trommel wieder zugeführten Luft erfindungsgemäß sehr klein und infolgedessen die Entfernung des Lösungsmittels aus den Waren besonders wirkungsvoll ist.

Wenn gemäß der Erfindung Perchloräthylen verwendet wird, dann ist es wirtschaftlicher, den Trocknungsvorgang in zwei Stufen zu unterteilen. Die zweite Stufe verbessert erfindungsgemäß die Verdichtung vor der Kühlung, während bei der ersten Stufe eine Verdichtung und eine Expansion nicht notwendig sind und ein Luft- und Dampfstrom von der Reinigungskammer unter Atraosphärendruck durch einen Wärmetauscher geleitet werden kann, der mit Wasser bei Umgebungstemperatur gekühlt wird.

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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.1 einen Schaltplan für den Kreislauf, der während des Trocknungsvorganges in einer besonderen Anlage gemäß der Erfindung eingesetzt wird, wobei ein Lösungsmittel mit einem niedrigen Siedepunkt verwendet wird, und

Fig.2 den gleichen Schaltkreis für eine zweite erfindungsgemäße Anlage, in welcher Perchloräthylen verwendet wird.

Bei der Verwendung der in der Fig.1 dargestellten Anlage, werden die zu reinigeden Waren in einer Trommel 20 angeordnet, die von einem nicht dargestellten Gehäuse umgeben ist. Nach Beendigung der Reinigung wird das flüssige Lösungsmittel aus der Trommel herausgeleitet und zu einem Tank 46 zurückgeführt. Dann wird die Trommel mit hoher Drehzahl gedreht, um mittels Zentrifugalwirkung das in den Waren zurückgebliebene Lösungsmittel auszutreiben. Nach Beendigung dieses Vorganges ist immer noch etwas Lösungsmittel in den Waren enthalten. In der Trommel befindet sich ferner Luft, die im wesentlichen mit Lösungsmitteldämpfen gesättigt ist.

Der Innenraum der Trommel wird dann an einen Schaltkreis mit einem Gebläse 50 und einer Heizeinrichtung 52 angeschlossen, deren Auslaß 54 mit der Trommel verbunden ist.

Die Trommel ist ferner mit dem nachfolgenden Schaltkreis zur Rückgewinnung des Lösungsmittels verbunden. Eine Leitung 22 führt von der Trommel 20 zur Saugseite eines Verdichters 24.

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Von der Druckseite des Verdichters 24 führt eine Leitung 26 zu einer Leitungsschlange 28, die in einem Wärmetauscher angeordnet ist. Eine Leitung 32 schließt sich an den Wärmetauscher an und führt zu einer Scheidekammer 34. In einem unteren Teil der Scheidekammer 34 befindet sich ein Auslaßventil 37, das von einem Schwimmer 36 gesteuert w.ird. Dieser Schwimmer öffnet das Auslaßventil 37 nur dann, wenn der Flüssigkeitsstand in der Kammer 34 eine vorbestimmte Höhe übersteigt. Von dem Auslaßventil 37 führt eine Leitung 44 zu dem Tank 46.

Von einem oberhalb des durch den Schwimmer 36 gesteuerten Flüssigkeitsspiegels gelegenen Teil der Kammer 34 führt eine Leitung 38 über eine Drosselstelle 40 zur Trommel 20 zurück. Der Wärmetauscher 28 wird mittels .inem durch das Gebläse 30 erzeugten I«uftstrom gekühlt.

Im nachfolgenden soll die Funktion der Anlage beschrieben werden. Die von der Kammer 34 über die Leitung 38 in die Trommel zurückkehrende Luft weist nur einen geringfügigen Dampfrest auf, das heißt die Luft ist ungesättigt. Die der Trommel durch die Luft, welche durch das Gebläse 50 in Umlauf gehalten wird, und durch die Heizeinrichtung 52 zugeführte Wärme ermöglicht eine Verdunstung des in den Waren enthaltenen Lösungsmittels, so daß die in die Leitung 22 eindringende und zum Verdichter 24 strömende Luft gesättigt ist. Die Verdunstung des Lösungsmittels aus den Waren setzt sich so lan fort, bis sehr wenig Lösungsmittel in der Trommel zurückbleibt.

Das Gemisch aus Luft und Dampf wird dem Wärmetauscher 28 von dem Verdichter 24 unter Druck zugeführt. Dieser Druck wird dadurch aufrecht erhalten, daß das Schwimmerventil 37 einen Austritt der gasförmigen Komponenten aus der Kammer 34 unterbindet und daß in der Leitung 38 eine Drosselstelle 40 vorgesehen ist. Als Folge von der Abkühlung des noch unter Druck ste-

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henden Luft-Dampfgemisches in dem Wärmetauscher 28 findet eine Kondensation des Dampfes ungefähr am Ende der Rohrschlange in dem Wärmetauscher 28 statt, so daß Luft und kondensiertes Lösungsmittel in die Kammer 34 eintreten. Während sich die Luft im oberen Teil der Kammer sammelt, sammelt sich das flüssige Lösungsmittel im unteren Teil der Kammer an. Die Luft enthält nur einen Bruchteil des Lösungsmittels, das in der Luft enthalten war, als diese aus der Trommel 20 austrat.

Die sich in dem unteren Teil der Kammer 34 ansammelnde Flüssigkeit fließt immer dann in den Tank 46 ab, wenn der Flüssigkeitsspiegel ein bestimmtes Niveau in der Kammer 34 übersteigt, indem das durch den Schwimmer 36 gesteuerte Auslaßventil 37 öffnet.

Luft, die von Lösungsmitteldampf fast frei ist, strömt aus der Kammer 34 durch die Leitung 38 aus und in die Trommel 20 zurück, wo die Luft wieder Lösungsmittel aufnehmen kann.

Der Wärmetauscher 28 kann mit Rippen oder anderen Oberflächen versehen sein, die die Wärme von der Kühlschlange aufnehmen. Der Wärmetauscher 28 kann anstatt mit Luft auch mit Wasser bei Umgebungstemperatur gekühlt werden.

Der stromauf der Drosselstelle 40herrschende Druck der, falls notwendig, dadurch eingestellt werden kann, daß die Größe der Einschnürung oder die Förderleistung des Verdichters verändert wird, ist so gewählt, daß er an eine Reihe anderer Veränderlicher angepaßt ist, nämlich an ein bestimmtes verwendetes Lösungsmittel, die Größe des Wäremtauschers 28 im Verhältnis zur Dampfströmung und die Temperatur der Umgebuigsluft oder des gegebenenfalls verwendeten Wassers. Es sollen nun die Zustandsbedingungen bei einem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung be-

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schrieben werden.

Das verwendete Lösungsmittel ist Trichlortrifluoräthan, dessen Siedepunkt bei 47/6° C liegt. Während des Trocknungsprozesses herrscht in der Trommel 20 eine Temperatur von ungefähr 30 C bis 40° C. Der Druck in der Trommel entspricht etwa dem Atmosphärendruck-. Mit Hilfe des Verdichters 24 wird in der Leitung 26, dem Wärmetauscher 28, der Leitung 32, der Scheidekammer 34 und der Leitung 38 bis zur Drosselstelle 40 ein absoluter Druck von ungefähr 5 Atmosphären erzeugt. Unabhängig von der Menge des Lösungsmitteldampfes, die am Einlaß des Kompressors 24 vorhanden ist, hat sich bei aus der Leitung 38 entnommenen Proben, die unter normalen Zustandsbedingungen gemessen wurden, ein Lösungsmitteldampfinhalt von nur 2-3 Gramm pro 10 Liter. Luft ergeben.

Die Temperatur in der Leitung 32. entspricht im wesentlichen der Temperatur der Umgebung. Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es bei der-selben Anlage mit unterschiedlichen Lösungsmitteln angewendet werden kann. Die Einstellungen, die vorgenommen werden müssen, wenn man von einem auf das andere Lösungsmittel wechselt, sind einfach auszuführen.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei der in der Fig.1 dargestellten Anlage nur ein Teil des aus der Reinigungskammer entfernten Dampf-und Luftgemisches komprimiert und gekühlt wird, während der übrige Teil des von der Reinigungskammer entfernten Gemisches durch eine Heizeinrichtung geleitet und dann zur Reinigungskammer zurückgeführt wird.

Aus diesem Grunde braucht der Verdichter 24 nicht derart bemessen zu sein, daß er den gesamten Luftstrom umwälzen muß. -

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Durch den Luftstrom, der durch die Heizeinrichtung strömt, wird die Wärmemenge bestimmt, die den Waren zugeführt werden kann, und damit diejenige Lösungsmittelmenge, die den Waren entzogen werden kann, während der Rückgewinnungsanteil des Lösungsmittels aus der Luft von anderen Bedingungen abhängt.

Die Luft, die durch die Heizeinrichtung strömt, ist vorher nicht gekühlt worden, so daß die Heizeinrichtung kleiner ausgebildet sein kann, als dies bei einer Anlage notwendig ist, bei welcher die Luft zuerst gekühlt und dann erwärmt wird.

Bei der Verwendung der in der Fig.2 dargestellten Anlage wird das Lösungsmittel nach der Reinigung wie bei der Anlage gemäß Fig.1 durch eine Drehung der Trommel 20 mit hoher Geschwindigkeit entfernt. Dann wird der Innenraum der Trommel in einer ersten Trocknungsstufe mit einem Schaltkreis verbunden, der nicht nur aus einem Gebläse 50 und einer Heizeinrichtung 52, sondern auch aus einem mit Wasser bei umgebungstemperatur gekühlten Wäremtauscher 56 besteht, der zwischen dem Gebläse und der Heizeinrichtung angeordnet ist. Bei diesem Schaltkreis wird wie bei Trockenreinigungsanlagen üblich Polychloräthylen verwendet. Während der ersten Stufe arbeiten sowohl das Gebläse 50, die Heizeinrichtung 52 als auch der Wärmetauscher 56, und ein großer Teil des in der Trommel enthaltenen Lösungsmittels wird durch Kondensation in dem Wärmetauscher 56 wieder zurückgewonnen. Die erste Verfahrensstufe ist beendet, wenn in dem Wärmetauscher 56 kein Lösungsmittel mehr kondensiert. Die den Wärmetauscher 56 verlassende Luft weist eine Temperatur von etwa 30° C auf und ist mit etwa 2-3 Gramm Perchloräthylendampf pro 10 Liter Luft gesättigt.

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Die zweite Verfahrensstufe dient zur Rückgewinnung eines größeren Lösungsmittelanteiles. In der zweiten Verfahrensstufe wird ein zweiter Schaltkreis 22, 24, 26, 28, 32, 34, 38, 40 mit den Lösungsmittelauslässen 36, 37, 44 verwendet, wobei diese Teile den in der Fig.1 dargestellten Teilen entsprechen. Der zweite Schaltkreis wird dadurch in Betrieb genommen, daß der Verdichter 24 gestartet wird, und arbeitet in gleicher Weise wie dies in Verbindung mit dem in der Fig.1 dargestellten Schaltkreis beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß die Zustandsgrößen andere Werte aufweisen. Die Drosselstelle 40 und der Verdichter 24 sind so dimensioniert, daß sie einen absoluten Druck von ungefähr 10 Atmosphären in den Teilen 26, 28, 32, 34, 38 erzeugen. Der Lösungsmitteldampfinhalt in der durch die Leitung 38 strömenden Luft beträgt 0,2 Gramm Dampf pro 10 Liter, Luft, unter normalen Bedingungen gemessen.

In dieser zweiten Stufe wird der Betrieb des Schaltkreises 50, 56, 52, 54 fortgesetzt, außer wenn die Wärmezufuhr durch die Heizeinrichtung 52 unterbrochen wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Verdampfung des Lösungsmittels aus den Waren vollendet, so daß eine weitere Wärmezufuhr nicht erforderlich ist. Andererseits arbeitet der Wärmetauscher 56 weiter, so daß die Temperatur der sich in der Trommel 20 befindlichen Luft abgesenkt wird. Hierdurch wird der Wirkungsgrad des zweiten Schaltkreises 22, 24, 26, 28, 32, 34, 38, 40 verbessert, indem der Dampfgehalt der Luft, die durch die Drosselstelle 40 wieder zur Trommel zurückkehrt, auf einen sehr kleinen Wert reduziert wird.

Daher wird bei beiden Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung der Dampf gehalt des Lösungsmittels, der in der Trommel zurückbleibt, auf einen sehr niedrigen Wert reduziert. Bisher wurde diese Reduzierung nur durch die Verwendung von Aktivkohlerückgewinnungseinrichtungen erreicht.

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Claims

Patentansprüche

Trockenreinigungsverfahren, bei welchem der Dampf eines reinigenden Lösungsmittels, dessen Siedepunkt unter normalem Druck zwischen 20 und 130° C liegt, aus einer Reinigungskammer zusammen mit Luft abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Dampf und Luft verdichtet und anschließend gekühlt wird, indem es durch einen Wärmetauscher (28) hindurchgeleitet wird, in welchem die Abkühlung mittels Umgebungsluft oder mittels Wasser erfolgt, das im wesentlichen Umgebungstemperatur aufweist, daß der Druck durch die Verdichtung erzielt wird und der Kühlmitteldurchsatz derart bemessen ist, daß der Dampf bis auf einen geringen Anteil in dem Wärmetauscher kondensiert, und daß die gewonnene Flüssigkeit von der Luft und dem Dampfrest getrennt und über einen Abscheider (34) einem Behälter (46) zugeführt wird, während das Gemisch aus Luft und restlichem Dampf in einer Drosselstelle expandiert und der Reinigungskammer wieder zugeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Anspruch t genannten zweiten Verfahrensstufe eine erste Verfahrensstufe vorausgeht, in welcher ein aus der Reinigungskammer kommender Strom aus Lösungsmitteldampf und Luft bei Atmosphärendruck durch einen zweiten Wärmetauscher geleitet wird, der mit Umgebungstemperatur aufweisendem Wasser gekühlt wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommel (20) dadurch Wärme zugeführt wird, daß die Luft aus der Trommel durch ein Gebläse (50) und eine Heizeinrichtung (52) geleitet und dann· unabhängig von der verdichteten und gekühlten Luft wieder in die Trommel zurückgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömung in der ersten Stufe von der Trommel (2O) durch ein Gebläse (50), den zweiten Wärmetauscher

(56) und eine Heizeinrichtung (52) wieder zur Trommel zurück erfolgt.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Trockenreinigungsverfahrens naqh einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reinigungskammer (20) vorgesehen ist sowie ein Verdichter (24) , dessen Einlaß mit der Reinigungskammer verbunden ist, sowie ein Wärmetauscher (28), dessen Einlaß eines Strömungsdurchganges mit dem Auslaß des Verdichters verbunden ist, sowie eine Einrichtung die in den anderen Strömungsdurchgang entweder lediglich Atmosphärenluft oder lediglich Wasser von einer Quelle fördert, wobei die Luft und das Wasser Umgebungstemperatur besitzen, daß eine Scheidekammer (34) vorgesehen ist, deren Einlaß mit dem Auslaß des einen Strömungsdurchganges verbunden ist und die mit einem Absperrorgan versehen ist, durch welches Flüssigkeit aus dem unteren Teil der Scheidekananer abgelassen und einem Behälter (46) zugeführt werden kann, und daß eine Drosselstelle (40) vorgesehen ist, durch welche ein von der Scheidekammer kommender Luftstrom mit restlichem Dampf entspannt und zur Reinigungskammer zurückgeleitet wird.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Schaltkreis vorgesehen ist, der ein Gebläse (50) aufweist, dessen Einlaß mit der Reinigungskammer (20) verbunden ist, sowie ein zweiter Wäremtauscher (52), dessen Einlaß des einen Strömungsdurchganges mit dem Auslaß des Gebläses verbunden ist, und daß eine Heizeinrichtung vorgesehen ist, die einen mit dem Auslaß des einen Strömungsdurchganges des zweiten Wärmetauschers verbundenen Einlaß aufweist und deren Auslaß an die Reinigungskammer angeschlossen ist.

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