DE3150016A1

DE3150016A1 - Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der rueckgewinnungszeit beim verdampfen und kondensieren einer fluessigkeit

Info

Publication number: DE3150016A1
Application number: DE19813150016
Authority: DE
Inventors: Klaus 8900 Augsburg Bier
Original assignee: Boewe Boehler and Weber KG
Current assignee: Boewe Boehler and Weber KG
Priority date: 1981-12-17
Filing date: 1981-12-17
Publication date: 1983-06-23
Also published as: JPS5915821A; JPS6351040B2

Description

BÜWE MASCHINENFABRIK GMBH
Haunstetter Straße 112
8900 Augsburg

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der RUckgewinnungszeit beim Verdampfen und Kondensieren einer Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung und Anzeige der Rückgewinnungszeit beim Verdampfen und Kondensieren einer Flüssigkeit, die beispielsweise aus einem Kondensator abfließt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei vielen technischen Vorgängen, die in Abhängigkeit von der jeweils abfließenden Menge einer Flüssigkeit durchgeführt, beendet oder begonnen werden, ist es erforderlich festzustellen, ob oder/und wann die abfließende Flüssigkeitsmenge einen bestimmten Mindestwert unterschreitet. So wird beispielsweise in einer Chemischreinigungsmaschine beim Trocknen von mit flüchtigem Lösemittel behandelter Ware oder beim Destillieren von Lösemittelflotten die Rückgewinnungszeit, nach deren Ablauf die Trocknung bzw. die Destillation abgebrochen und die Kondensation beendet werden kann, durch eine Messung der aus dem Kondensator abfließenden Kondensatmenge ermittelt. Zu diesem Zweck wird das Kondensat über ein Membranventil geführt. Solange eine größere Kondensatmenge durchfließt, wird durch deren Flüssigkeitsdruck die Membran gedehnt. Dadurch gibt ein mit der Membran verbundener Stift eine Abflußöffnung des Ventils frei. Wird die Kondensatmenge so gering, daß ihr Druck nicht mehr für die Dehnung der Membran ausreicht, so wird der Abfluß durch den Stift gesperrt, so daß die Rückgewinnungszeit beendet ist.

Diese bekannte Vorrichtung arbeitet sehr ungenau. Die Kondensatmenge, bei der die Rückgewinnung des Lösemittels beendet werden kann, läßt sich nicht

exakt reproduzieren. Durch Verschmutzungen oder dgl. kann der Abfluß des Ventils blockiert oder auch der Sitz des Sperrstiftes beeinträchtigt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem in einfacher Weise das Unterschreiten einer pro Zeiteinheit fließenden Mindestmenge einer Flüssigkeit genau und zuverlässig festgestellt und damit auch der Zeitpunkt des Unterschrei tens ermittelt werden kann. Weiterhin ist die Aufgabe gestellt, eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß fortwährend ein festes, gleichbleibendes Volumen mit der abfließenden Flüssigkeit aufgefüllt und nach Füllung wieder entleert wird, wobei die Zeit für das jedesmalige Auffüllen des Volumens mit einer vorher festgesetzten Maximalzeit verglichen und eine Anzeige gegeben wird, wenn die Maxi mal zeit erreicht oder/und überschritten wird. Durch die Feststellung des Erreichens bzw. Überschreitens der Maximalzeit erhält man eine Information, daß und wann die abfließende Flüssigkeit so gering geworden ist, daß die Rückgewinnung derselben und damit die Trocknung oder Destillation beendet werden kann. Die einzelnen aufeinander folgenden Füll- und Entleervorgänge können unmittelbar aneinander anschließen. Sobald der eine beendet ist, kann der nächste beginnen. In den meisten Fällen genügt es jedoch auch, daß das jedesmalige Füllen des Volumens in festen periodischen Zeitabständen, gerechnet vom Beginn des jeweils vorhergegangenen Füll Vorganges, erfolgt. Die Periodendauer bzw. der zeitliche Abstand zweier aufeinanderfolgender Meßvorgänge wird zweckmäßigerweise klein gegenüber der gesamten Fließdauer der Flüssigkeit gewählt.

Je nach Flüssigkeitsart und je nach Menge der zu trocknenden Ware bzw. der zu verdampfenden Flüssigkeit steigt die jeweils abfließende, zu messende Menge der Flüssigkeit unmittelbar nach Beginn der Rückgewinnung mehr oder weniger schnell auf einen Maximalwert an. Es empfiehlt sich daher, mit der Messung erst ungefähr des Maximalwertes, also erst nach Ablauf einer gewis" sen Zeit nach Beginn der Rückgewinnung anzufangen, die für jede Flüssigkeitsart und -menge festgesetzt werden kann. Um nicht extra bei jedem Rückgewin-

nungsvorgang auf den Ablauf dieser Zeit achten zu müssen, kann es vorteilhaft sein, einfach nach Ablauf einer längeren, z.B. durch einen Zähler vorgegebenen Zeitdauer nach Beendigung einer Messung aufgrund des Überschreitens der Maximalzeit eine neue Messung durchzuführen. Ist die dann gerade zu messende Flüssigkeitsmenge kleiner als die Mindestmenge, insbesondere NuIl₅ so erfolgt wieder eine längere Pause bis zum Start einer neuen Messung. Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß an eine von der zu messenden Flüssigkeit durchströmte Leitung ein Behälter angeschlossen ist, der mit einer Einrichtung zur Anzeige eines vorgegebenen Füllstandes, also eines bestimmten Füllvolumens in dem Behälter, und mit einer Entleerungsvorrichtung zum öffnen und zum Schließen des Behälterbodens versehen ist, die mittels einer Schaltungsanordnung nach Erreichen des Füllstandes betätigbar ist, so daß durch entsprechende Steuerung der Behälter entleert werden kann, wobei Mittel vorgesehen sind zum Vergleichen der Zeit zwischen dem jeweiligen Schließen des Behälters und dem Erreichen des Füllstandes mit einer vorgegebenen Zeit und zum Auslösen eines Signals bei überschreiten der vorgegebenen Zeit. ^s

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht die Entleerungseinrichtung aus mindestens einer durch einen Antrieb um eine Achse schwenkbaren, den Behälterboden bildenden Klappe, die, gesteuert durch die Schaltungsanordnung, zum Entleeren des Behälters einfach nach unten geschwenkt wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform besteht die Entleerungseinrichtung aus einer mittels eines Hubzylinders auf-und abbewegbaren Platte, die den Behälterboden bildet.

Zur Messung und Anzeige des Füllstandes kann irgendeine an sich bekannte Messeinrichtung mit Schwimmer oder dgl., vorgesehen sein, die bei Erreichen des gewünschten Flüssigkeitsniveaus einen Kontakt schließt. Um ohne mechanische Mittel auszukommen, sieht die Erfindung vor, daß die Einrichtung zur Anzeige des Füllstandes gebildet ist durch eine Licht- oder sonstige Strahlungsschranke,

die'den Behälter schräg unter einem Winkel durchsetzt, der - gegenüber der Vertikalrichtung - mindestens gleich ist dem Winkel der Totalreflektion an der Flüssigkeitsoberfläche, also an der Grenzschicht Luft-Flüssigkeit, wobei die durch die steigende Flüssigkeitsoberfläche bewirkte Ablenkung der Strahlung relativ zu einem Strahlungsempfänger die Anzeige auslöst.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen:

Figur 1: einen Verlauf der während einer Rückgewinnungsoeriode in Abhängigkeit von der Zeit jeweils fließenden Flüssigkeitsmenge,

Figur 2: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung, Figur 3: ein Schema einer Chemischreinigungsmaschine mit einer Meßvorrichtung gemäß Figur 2,

Figur 4: ein Flußdiagramm betreffend die Arbeitsweise der Vorrichtung und Figur 5: ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Meßbehälters.

Figurs 1 zeigt zwei Kurven 1 und 2 der jeweils pro Zeiteinheit fließenden Flüssigkeitsmenge für zwei verschiedene Belademengen beim Trocknen in einer Chemischreinigungsmaschine. Die Kurve 1 entspricht der größeren, mehr Flüssigkeit enthaltenden Belademenge, Kurve 2 der geringeren.

Anhand der Kurve 2 ist die erfindungsgemäß Meßmethode veranschaulicht. Je nach der augenblicklichen Flüssigkeitsmenge F, die eine Funktion der Zeit ist, gilt für das stets gleichbleibende Volumen V = f'^yF(t)dt. Je nach der augenblicklich fließenden Flüssigkeitsmenge F ist die Zeit zwischen dem Beginn und dem Ende einer Füllung δ t = ty - t_x unterschiedlich lang, und zwar umso länger, je geringer die Flüssigkeitsmenge F. Wird die Füllzeit At länger als eine vorgegebene maximale Füllzeit At_m, die einer bestimmten Mindestflüssigkeitsmenge entspricht, wird dies angezeigt bzw. der Trocknungsvorgang abgebrochen.

Betragen beispielsweise die aufeinanderfolgenden FUl!zeiten At^, At₂,

und die während dieser Zeiten jeweils fließenden entsprechenden mittleren Flüs sigkeitsmengen Fp F₂J usw., so ist V = F^ · At\ = F₂ -At₂,...= F_n ¹At_n. Die Fläche unter der Kurve wird also in kleine flächengleiche rechteckige Streifen, deren Fläche dem Volumen V entspricht, zerlegt, bis deren Breite auf der t-Achse größer als oder gleich At_m ist.

Ein Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zeigt Figur 2. Diese Vorrichtung 3 ist beispielsweise an den Kondensatausgang eines Kondensators 4 einer Reinigungsmaschine 5 (Figur 3) angeschlossen. Dieser Kondensator 4 ist in bekannter Weise im Luftschacht 6 der Maschine 5 angeordnet, der von dem

Trommel gehäuse 7 im Kreislauf über einen Ventilator 8 und einen Lufterhitzer 9 wieder zurück zum Trommel gehäuse 7 führt.

Mit der an den Kondensatausgang angeschlossenen Leitung 10 ist, wie aus Figur 2 ersichtlich, ein Behälter 11 verbunden, in den die vora Kondensator 4 kommende, gemäß Pfeilrichtung strömende Kondensatflüssigkeit fließt, bis darin ein bestimmter Füllstand 12 erreicht ist, der dem vorbestimmten Volumen V entspricht. Ist dieser Füllstand 12 erreicht, so wird dies durch eine Einrichtung 13 gemessen und angezeigt. Durch ein Signal dieser Einrichtung 13 zur Anzeige des Füllstands 12 wird dann eine Entleerungseinrichtung 14 betätigt, durch die kurzzeitig die den Boden des Behälters 11 bildende Klappe 15 durch Schwenkung nach unten geöffnet und dann wieder geschlossen wird. Dadurch entleert sich der Behälter 11 und wird dann durch die weiterfließende Kondensatflüssigkeit erneut aufgefüllt. Die aus dem Behälter entleerte Flüssigkeit fließt über einen Leitungszweig 19 in den nach unten verlaufenden Teil der Leitung 10, die zu einem Wasserabscheider 4¹ führt, von dem aus das zurückgewonnene Lösemittel dem Tank 7¹ der Maschine 5 zugeführt wird.

Der Ablauf der Messung mit der Vorrichtung gemäß Figur 2 ist anhand des Flußd.iagramms in Figur 4 ersichtlich. Durch ein Startsignal,'das beispielsweise von der Programmsteuereinrichtung der Maschine 5 über die Leitung 18 an die Steuereinrichtung 16 nach.Beginn des Arbeitsvorganges (Trocknung oder Destillation) zu einem Zeitpunkt t = 0 gegeben wird, wird durch die Einrichtung 14 der Behälter 11 durch üffnen der Klappe 15 entleert. Unmittelbar anschließend oder, wie bei dem Beispiel gemäß Figur 4, nach Ablauf einer Zeit t = ti wird der Füll Vorgang durch Schließen der Klappe 15 begonnen und dabei durch die Einrichtung 13 geprüft, ob und wann der Füllstand 12 erreicht ist. Solange dieser Füllstand nicht erreicht ist und die Zeit seit dem Start kleiner als t = t^ ist, wird weiter geprüft. Wird der Füllstand erreicht (was von der Einrichtung 13 sowohl der Steuereinrichtung 16 als auch den Entleerungseinrichtung 14 gemeldet wird), so wird, ausgelöst durch die Steuereinrichtung 16, nach Ablauf der Zeit t = X-I entweder sofort oder, wie im Beispiel der Figur 4, nach einer kurzen Pause, die dem Ablauf der Zeit t = t^ seit dem Start entspricht (t3 - t2), die Messung erneut durch öffnen und darauffolgendes Schließen der Klappe 15 begonnen. t3 entspricht also dem zeitlichen Abstand At_a zwischen zwei Messungen.

Ist der Füllstand 12 nach Ablauf der Zeit t = t2 nicht erreicht worden, ist also die Füll zeit größer als /±t_m = t₂ - tj, so wird von der Steuereinrichtung 16 über die Leitung 17 eine Information an die Programmsteuereinrichtung der Maschine 5 gegeben zur Beendigung des Arbeitsvorganges.

In Figur 4 ist noch ein Zusatz vorgesehen. Nach Ablauf einer bestimmten, längeren Zeit seit der Beendigung des Arbeitsvorganges, die dem überlauf eines Zählers entspricht, wird das Meßverfahren erneut gestartet, unabhängig davon, ob über die Leitung 18 ein Auslösesignal ankommt oder nicht. Der Zähler ist in der Steuereinrichtung 16 vorgesehen und steuert in bekannter Weise den zeitlichen Ablauf der verschiedenen Vorgänge.

Bei einer besonderen Ausführungsform des Behälters 11 gemäß Figur 5 ist die Behälterwand 20 an zwei gegenüberliegenden Stellen durchlässig für den Durchgang einer Licht- oder einen sonstigen Strahlung 21. Bei diesem Beispiel wird ein von einer Lichtquelle 22 ausgehender Lichtstrahl 21 schräg durch die durchlässigen Behälterwände 20 derart geführt, daß er in den Behälter 11 in einer ungefähr dem Füllstand 12 und damit dem Volumen V entsprechenden Höhe eintritt und bei leerem Behälter auf der gegenüberliegenden Seite auf einen Lichtempfänger 23 trifft und diesen entsprechend aktiviert. Durch die beim Füllen im Behälter aufsteigende Flüssigkeit wird der Strahl aus seiner geradlinigen Richtung herausgebrochen und unter Umständen auch gedämpft, so daß sich der Zustand des Empfängers 23 entsprechend ändert. Diese Zustandsänderung dient zur Anzeige, daß der Füllstand 12 erreicht ist. Zweckmäßigerweise wird die schräge Richtung des Strahls 21 so gewählt, daß er an der Oberfläche der aufsteigenden Flüssigkeit, also an der Grenzschicht Flüssigkeit - Luft total reflektiert wird.

Für den Fall einer strahlungsdurchlässigen Flüssigkeit zeigt Figur 5 eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Füllstandsanzeige, bei der die Totalreflektion des Strahls an der Flüssigkeitsoberfläche ausgenutzt wird, um das Erreichen einer bestimmten Füllhöhe a durch Aktivierung eines Strahlungsempfänger 23' anzuzeigen.

Der Boden des Behälters 11 wird bei diesem Ausführungsbeispiel gebildet durch eine Platte 15', die am Ende der Kolbenstange eines Schaltzylinders 24 angeordnet und durch diesen Schaltzylinder in gewünschter Weise auf- und abbewegbar ist.

Claims

31500Ί6

BÖWE MASCHINENFABRIK GMBH
Haunstetter Straße 112
Augsburg

Patentansprüche

Verfahren zur Ermittlung der RUckgewinnungszeit beim Verdampfen und Kondensieren einer Flüssigkeit, die aus einem Kondensator oder dgl. abfließt, dadurch gekennzeichnet, daß fortwährend ein festes, gleichbleibendes Volumen mit der abfließenden Flüssigkeit aufgefüllt und nach Füllung wieder entleert wird, wobei die Zeit für das jedesmalige Auffüllen des Volumens mit einer vorher festgesetzten Maximalzeit verglichen und eine Anzeige gegeben wird, wenn die Maximal zeit erreicht oder/und überschritten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das jedesmalige Füllen des Volumens in festen, periodischen Zeitabständen, gerechnet vom Beginn des jeweils vorhergegangenen Füllvorgangs, erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung einer Messung aufgrund des Erreichens der Maxi mal zeit nach Ablauf einer längeren, vorgegebenen Zeitdauer eine neue Messung durchgeführt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß an eine von der Flüssigkeit durchströmte Leitung (10) ein Behälter (11) angeschlossen ist, der mit einer Einrichtung (13; 22, 23, 23') zur Anzeige eines vorgegebenen Füllstandes (12) in dem Behälter (11) und mit einer Entleerungseinrichtung (14, 24) zum öffnen und Schließen des Behälterbodens (15, 15') versehen ist, die mittels einer Schaltungsanordnung (16) nach Erreichen des Füllstandes (12) betätigbar ist, wobei Mittel vorgesehen sind zum Vergleichen der Zeit zwischen dem jeweiligen Schließen des Behälters (11) und dem Erreichen des

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Füllstandes (12) mit einer vorgegebenen Zeit und zum Auslösen eines Signals bei Erreichen oder/und überschreiten der vorgegebenen Zeit.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich rre t, daß die Entleerungseinrichtung eine durch einen Antrieb um eine Achse
schwenkbare, den Behälterboden bildende Klappe (15) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungseinrichtung gebildet ist durch einen schaltbaren Hubzylinder (24), durch den eine den Behälterboden bildende Platte (15') auf- und abbewegbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Anzeige des Füllstandes gebildet ist durch eine durch den ungefüllten Behälter (11) hindurchlaufende Strahlungsschranke (21), deren Ablenkung relativ zu einem Strahlungsempfänger (23, 23')
durch die in dem Behälter (11) aufsteigende Flüssigkeit ein Signal auslöst.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsschranke (21) den Behälter (11) unter einem Winkel durchläuft,der - gegenüber der Vertikal richtung - mindestens gleich ist dem Winkel der Totalreflektion an der Flüssigkeitsoberfläche.