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Verfahren und Vorrichtung zur Entfettung
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und/oder Reinigung von Metallspänen, Schüttgütern; Kleinteilen o,dgl.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfettung und/oder Reinigung
von Metallspänen, Schüttgütern, Kleinteilen o.dgl, in flüssigen Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen
(Frigenen), bei dem das Gut zunächst mit dem flüssigen Reinigungsmittel gewaschen
wird und danach das Reinigungsmittel vom Gut durch einen Trocknungsschritt entfernt
wird. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine für die Durchführung dieses Verfahrens
geeignete Vorrichtung, Als Reinigungsmittel kommen zwar im wesentlichen nur Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe
infrage. Es können aber auch andere Mittel mit ähnlichen physikalischen oder chemischen
Eigenschaften Verwendung finden,
Es wurde bereits vorgeschlagen,
das Gut in einer Waschtrommel mit einer darin angeordneten Schnecke zu waschen und
danach auf einer horizontalen beheizten Fläche zu trocknen, auf der es mit Hilfe
eines Stegförderbandes kontinuierlich weitergefördert wird, An diesem Verfahren
ist nachteilig, daß zum einen die Waschtrommel kapazitätsmäßig nur mit großem technischen
und finanziellen Aufwand erweitert werden kann und daß zum anderen der durch Abrieb
verursachte Verschleiß auf der horizontalen Trocknungsfläche nicht vernachlässigbar
ist, so daß die Betriebskosten dieser Anlage insgesamt relativ hoch sind.
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Weiterhin wurde bereits vorgeschlagen, das Gut aus einem mit Waschflüssigkeit
gefüllten Becken mit Hilfe eines Schneckenextraktors auf einer geneigten Bahn herauszufördern
und anschließend einem oder mehreren Wendelwuchtförderern zur Trocknung zuzuführen.
Da die sich vom Gut lösenden Reinigungsmitteldämpfe schwerer als Luft sind, strömen
sie im Wendelwuchtförderer von oben nach unten. Die Wendelwuchtförderer werden deshalb
zur Erzielung
einer guten Trocknung von unten nach oben vom Gut
durchströat, damit der Gutstrom und der Reinigungsmitteldampfstrom einander entgegengerichtet
sind. Nach dem Durchströmen des Wendelwuchtförderers wird das Gut zur Entfernung
des Waschmittels nochmals in heißem Wasser gewaschen, und zwar in der bereits beschriebenen
Weise in einem Becken mit Hilfe eines Schneckenextraktors. In dieser Phase muß das
Gut also nochmals aufwärts gefördert werden und - falls Wasserfeuchtigkeit nicht
erwünscht ist - nochmals einem Trocknungsvorgang unterworfen werden, Hierzu sind
erhebliche Energiekosten aufzuwenden, da nicht nur das Wasser sondern auch das Gut
selbst erwärmt wird. Außerdem sind für die ständige Wiederaufbereitung des Waschwassers
hohe Investitionskosten und Betriebskosten erforderlich. Bei diesem bereits vorgeschlagenen
Verfahren wird also das Gut sowohl während des zweimaligen Waschens als auch während
der Trocknung um eine beträchtliche Höhe von unten nach oben geförderte was zusätzlich
-insbesondere
bei Durchsätzen von bis zu 100 Tonnen Gut pro Stunde
- erhebliche Betriebskosten verursacht. Außerdem ist die Unterbringung der Vibrationseinrichtungen
für die Wendelwuchtförderer (AntrieDsmotoren, Gewichte) im Reinigungsmitteldampf
kritisch und erfordert besonders aufwendige Maßnahmen zum Schutz dieser Einrichtungen
vor den agressiven Chlor-Fluor-Kohlenwasserstoffdämpfen, Schließlich baut die Anlage
sehr hoch, was vom betriebswirtschaftlichen Standpunkt (große Außenflächen) ebenfalls
nachteilig ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Entfettung und/oder Reinigung von Metallspänen> Schüttgütern, Kleinteilen
o.dgl. in flüssigem Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffen (Frigenen), bei dem das Gut
zunächst mit dem flüssigen Reinigungsmittel gewaschen wird und danach das Reinigungsmittel
vom Gut durch einen Trocknungsschritt entfernt wird, sowie eine für die Durchführung
dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung
anzugeben, deren Betrieb
wesentlich wirtschaftlicher ist, und zwar insbesondere im Hinblick auf große Durchsatzmengen.
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Erfindungsgemäß wird diese Auttabe dadurch gelöst, da3 das Gut in
an sich bekannter Weise in einem mit Reinungsmittel gefüllten Becken eingeweicht
und aus diesem Becken auf einer geneigten Bahn mit Hilfe einer Fördereinrichtung
abgezogen wird, wobei es auf dieser Bahn im gegenstrom nochmals mit Reinigungsmittel
behandelt wird, und daß das uut danach einem Trockner zugeführt wird, den es von
oben nach unten durchströmt.
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Bei diesem Verfahren braucht das Sut nur einmal aufwärts gefördert
werden, da der Trockner von oben nach unten durchströmt wird, was im wesentlichen
mittels Schwerkraft bewirkt werden kann. Hohe Energiekosten entstehen nicht. Die
Unterbringung von Antriebseinrichtungen in den agressiven Reinigungsmitteldämpfen
entfällt.
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Die gesamte Anlage kann äu3erst kompakt ausgeführt werden. Obwohl
bei diesem Verfahren der Gutstrom und der Reinigungsmitteldawpfstrom gleichgerichtet
sind, lassen sich überraschenderweise ohne besonderen Aufwand die
gewünschten
Trockenheitsgrade erzielen, so daS sogar auf den nachfolgenden Waschvorgang in Wasser
mit allen auf wendig-en Zusatzeinrichtungen verzichtet werden kann.
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Schließlich lassen sich das Becken und die das Gut daraus abziehenden
F ördereinrichtungen in einfacher Weise beliebigen Durchsätzen anpassen.
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Im Rahmen der Erfindung kann es vorteilhaft sein, das im Becken befindliche
Reinigungsmittel-Jut-Gemisch mit Ultraschall zu behandeln. Eine besonders gute Trennung
von Ölen bzw. Fetten oder auch von Wasser vom Gut kann dadurch erzielt werden. Das
mit dem Reinigungsmittel nicht mischbare Wasser wird sich an der Oberfläche sammeln
und kann von dort abg ç umpt werden. Auch durch jede andere Art intensiver Verwirbelung
von Wut und Waschmittel kann dieses Ziel erreicht werden.
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Die Beseitigung einer Wasserfeuchtigkeit vom Gut kann auch dadurch
erfolgen, daß das bereits im - vorzugsweise beheizten - Trockner befindliche Gut
nochmals mit einer geringen Menge Reinigungsmittel besprüht wird.
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Dieser dem Ziel der Entfernung des Reinigungsmittels
zunächst
widersprechende Schritt hat den Vorteil, daß infolge der sich ausbildenden H20-Dampf-
und Frigen-Dampfgemisches der HZO-Dampf mitgerissen und somit vom Gut entfernt wird.
Es ist zweckmäßig) den überwiegenden Teil oder gar das gesamte Reinigungsmittel
im Bereich der geneigten Abzugsbahn zuzuführen. Dadurch entsteht auf dieser Bahn
ein starker Reinigungsmittelgegenstrom, so daß das anhaftende Öl in besonders guter
Weise beseitigt wird. Der das Gut anschließend behandelnde Trockner wird dadurch
weniger belastet.
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Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen
Verfahrens umfaßt insbesondere ein Reinigungsmittelbecken, eine Fördereinrichtung
zum Abzug des Gutes aus dem Becken und einen vom Gut von oben nach unten durchströmten
Trockner. Außerdem müssen weitere Fördermittel für das Gut, Waschmittelregenerierungseinrichtungen,
Energieversorgungseinrichtungen und Luftaufbereitungsanlagen vorgesehen sein.
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Zur Versorgung einer vorzugsweise als Verdampfer-Kondensator ausgebildeten
Reinigungsmittelregenerierungsanlage und gegebenenfalls eines im Trockner befindlichen
Kondensators
mit Heiz- und Kühlmedien dient zweckmäßig eine Wärmepumpe. Der Kompressor dieser
Wärmepumpe wird in besonders vorteilhafter Weise mit dem Teil des flüssigen Reinigungsmittels
gekühlt, das dem Gut im Bereich der geneigten Abzugsbahn zugeführt wird. Einerseits
wird dadurch über das Reinigungsmittel das Gut zur Vorbereitung des Trocknungsvorganges
vorgewärmt, so daß der Energieverbrauch im vorzugsweise beheizten Trockner kleingehalten
werden kann. Andererseits kann dadurch ein besonderer Kühlkreislauf für die Wärmepumpe
entfallen 7 so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung insgesamt derart betrieben werden
kann, daß im wesentlichen nur Kosten für elektrischen Strom entstehen.
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Nach einer weiteren, im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders
vorteilhaften Maßnahme können zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Anlage die
im Kältekreislauf der Wärmepumpe stattfindenden Verdampfungen und Kondensat ionen
direkt in die Anlage verlegt werden, und zwar an die Stelle, wo Wärme
oder
Kälte benötigt wird. Diese Maßnahme hat mehrere Vorteile zur Folge. Da die Zwischenschaltung
eines Trägermediums entfallen kann, können Wärme- bzw.Kälteverluste niedrig gehalten
werden. Die Betriebstemperaturen selbst sind deshalb höher bzw. niedriger, und zwar
bei gleichem Energieaufwand, Eine höhere Heiztemperatur hat aber z.B. den Vorteil,
daß im Verdampfer-Kondensator eine bessere Ausdampfung des Reinigungsmittels erzielt
werden kann. Dadurch wird die Belastung eines vorzugsweise dem Verdampfer-Kondensator
nachgeschalteten Vakuumverdampfers, der die Abscheidung der noch im Öl befindlichen
Reinigungsmittelreste bewirkt, wesentlich geringer. Auch die danach erfolgende
wegen des geringen Dampfanfalls sauberer gestaltet werden, so daß sowohl Reinigungsmittelverluste
als auch Störungen der Umwelt durch Reinigungsmitteldämpfe nahezu nicht mehr auftreten.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines
in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles für eine Vorrichtung
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
erläutert werden.
Gleichzeitig mit der Beschreibung
die Funktionsweise des Ausführungsbeispieles und deren Vorteile erklärt werden.
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Das zu entfettende bzw. zu reinigende Produkt befindet sich zunächst
in dem mit 1 bezeichneten Aufgabebunker. Von dort gelangt es mittels einer Abzugsschnecke
2 in das mit dem Reinigungsmittel gefüllte Becken 3. Innerhalb dieses Beckens 3
befindet sich eine nicht dargestellte Einrichtung zur intensiven Durchmischung des
Gutes mit dem Reinigungsmittel. Diese kann zum Beispiel von einer Ultraschallerzeugungsanlage
gebildet werden. Während des Mischvorganges erfolgt ein intensiver Kontakt des Reinigungsmittels
mit dem Gut. Auch gegebenenfalls klumpig zusammenhängendes Gut löst sich in dieser
Phase. Für schwieriges Material können gegebenenfalls an sich bekannte Zerkleinerungs-
oder Mischgeräte vorgeschaltet werden.
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Aus dem Becken 3 wird das Gut über eine geneigte Bahn 4 mit Hilfe
einer aus Übersichtlichkeitsgründen ebenfalls nicht dargestellten Fördereinrichtung
abgezogen.
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Als Fördereinrichtung kann z.B. ein Kratzer-Förderer, eine Schnecke
oder ein ähnlicher Förderer Verwendung finden, Das vom Gut abtropfende Waschmittel
fließt wegen der Neigung der Bahn 4 in das Becken 3 zurück.
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Die Zufuhr des Waschmittels aus einem Waschmittelvorratsbehälter 5
erfolgt an zwei Stellen; Zum einen über die Leitung 6 in das Becken 3 und zum anderen
über die Leitungen 7 und 8 zur Abzugsbahn 4, Es kann auch ausschließlich im Bereich
der geneigten Bahn zugeführt werden. Von dort läuft das eingespeiste Reinigungsmittel
zurück in das Becken 3 und wäscht das Gut im Gegenstrom. In die Zuführungsleitungen
7 und 8 ist der 4ghlkreislauf des Kompressors 9 einer Wärmepumpe 10 zur Vorwär'mung
des Reinigungsmittels eingeschaltet.
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Das geschieht zweckmäßig über einen Reinigungsmittel-Wasser-Wärmetauscher,
da das Reinigungsmittel nicht direkt in den Kompressor geleitet werden kann.
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Von der Abzugsbahn 4 gelangt das Waschgut in den vorzugsweise als
Vertikaltrockner (Schachttrockner, Tellertrockner, Kaskadentrockner o.dgl.) ausgebildeten,
von
oben nach unten vom Gut durchströmten Trockner 11, in dessen
unterem Bereich der Kondensator 12 zur Kondensation der Reinigungsmitteldämpfe untergebracht
ist. Zur Beschleunigung der Trocknung sind die Trocknungsflächen des Trockners zweckmäßig
in an sich bekannter Weise beheizt. Zusätzlich kann noch eine (nicht dargestellte)
Sprühvorrichtung vorgesehen sein, mit der das Gut nochmals geringfügig mit Reinigungsmittel
besprüht wird, um auch Wasserfeuchtigkeiten besser entfernen zu können. Die Zufuhr
des zur Besprühung bestimmten Reinigungsmittels zum Trockner erfolgt über die Leitung
11 a. Unterhalb des Trockners wird das Gut z.B. mit Hilfe einer Abzugsschnecke 13
entfernt und den weiteren gewünschten Plätzen zugeführt.
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Das insbesondere mit Ölen oder Fetten beladene Reinigungsmittel wird
kontinuierlich über die Leitung 14 aus dem Becken 3 abgezogen und zur Regenerierung
dem Verdampfer-Kondensator 15 zugeführt. Dieser kann zeB.
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in Einblock-Bauweise ausgeführt sein, d.h., sowohl das Verdampfen
als auch das Kondensieren des Reinigungsmittels finden in einer Kammer statt. Zur
Verhinderung
des Übergang es von Metallteilen ist der Leitung 1
4 zweckmäßig ein mechanischer oder/und ein Magnetfilter 16 vorgelagert, Im Verdampfer-Kondensator
15 erfolgt durch ständiges Verdampfen und Kondensieren des Reinigungsmittels eine
Trennung von den darin enthaltenen Ölen. Das saubere Reinigungsmittel wird dem Vorratsbehälter
5 zugeführt.
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Das Ölkonzentrat sammelt sich zunächst im Bereich des Bodens des Verdampfer-Kondensatorst5.
Je größer die Ölkonzentration in dem Öl-Reinigung smittel-U emisch wird) desto höher
steigt die Siedetemperatur dieses Semisches an.Mit Hilfe eines Temperaturfühlers
und eines davon gesteuerten Ventils 17 in der Leitung 18 kann das Öl deshalb diskontinuierlich
abgezogen und einem weiteren Verdampfer 1s zugeführt werden. In diesem Verdampfer
kann z.B, mit Hilfe der Vakuumpumpe 20 über die Leitung 21 ein Vakuum erzeugt werden
so daß das restliche, noch im Öl befindliche Reinigungsmittel in Form von Dampf
entzogen werden kann. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß es ohne komplizierte
Regelungen (Menge u. dgl. ) auskommt und mit einem Behält
er und
einer Vakuumpumpe in einf achster Weise ausgeführt werden kann.
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Während dieser VakuumbehandluE befindet sich das Öl zweckmäßig in
beheizten Flachschalen (nicht dargestellt), so daß eine möglichst große Oberfläche
vorhanden ist.
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Das endgültig vom Reinigungsmittel befreite Öl wird danach über die
Leitung 22 dem Ölbunker 23 zugeführt. Die Reinigungsmitteldämpfe gelangen in einen
Dampfsammler 24 und von dort aus über die Leitung 25 in eine Luftaufbereitungsanlage
26, die z.B. einen Kompressor und einen Kondensator umfaßt, Die gereinigte Luft
gelangt ins Freie. Das kondensierte Reinigungsmittel kann z.B. dem Vorratsbehälter
5 zugeführt werden.
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Mit 10 ist die bereits erwähnte Wärmepumpe bezeichnet.
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Sie versorgt über die Leitungen 27 den Verdampfer-Kondensator 15 mit
Heiz- bzw. Kühlmedien. Außerdem ist der Kondensator 12 im Trockner 11 über die Leitungen
28 an die Wärmepumpe 10 angeschlossen. Gegebenenfalls können auch die beheizten
Trockenflächen im Trockner 11 von der Wärmepumpe 10 mit einem Heizmedium versorgt
werden. Eine andere Art Beheizung im Trockner
z.B. durch Strahlung
o.dgl. ist natürlich auch möglich.
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Alle Kammern der beschriebenen Anlage, in denen Reinigungsmittel abdampfen
können, sind zweckmäßig möglichst gasdicht ausgebildet. Um ein Entweichen der Reinigungsmitteldämpfe
ins Freie zu verhindern, wird zweckmäßig in allen diesen Kammern ein geringer Unterdruck
aufrechterhalten. Das kann z.B. mit Hilfe des in der Luftaufbereitungsanlage 26
eingebauten Kompressors geschehen, dessen Saugseite beim dargestellten Ausführungsbeispiel
über den Dampf-Sammler 24 an die Leitungen 29 und 30 angeschlossen ist. Diese führen
zum Becken 3 bzw. zur letzten Abzugsschnecke 13 und halten in diesen und den dazwischen
liegenden Teilen der Anlage den gewünschten geringen Unterdruck aufrecht. Die abgesaugten
Dampfgemische aus Luft und Reinigungsmittel werden in der bereits beschriebenen
Weise aufbereitet, so daß Störungen der Umwelt nicht eintreten.