DE3935677C2

DE3935677C2 -

Info

Publication number: DE3935677C2
Application number: DE3935677A
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl.-Ing. Altmann; Kurt Dipl.-Ing. 3042 Munster De Goergens
Original assignee: Bundesministerium der Verteidigung
Current assignee: Bundesministerium der Verteidigung
Priority date: 1989-10-26
Filing date: 1989-10-26
Publication date: 1992-05-21
Also published as: DE3935677A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Entgiftungsemulsion für ABC-kontaminierte Geräte.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden z. B. angewendet bei mobil ausgeführten Dekontaminationsgeräten. Hiermit können vor Ort die ver schiedensten Geräte, angefangen bei den Boden- und Luftfahrzeugen, bis hin zu den persönlichen Ausrüstungsgegenständen dekontaminiert werden.

Im allgemeinen Stand der Technik sind satzweise arbeitende Dekontaminationsgeräte bekannt, bei denen zeitlich aufeinanderfolgend erst eine bestimmte Menge an Entgiftungsemulsion erzeugt wird. An schließend erst kann die Entgiftungsemulsion nur so lange auf die ABC-kontaminierten Geräte aufgetragen werden, bis die zuvor erzeugte Menge an Entgiftungsemulsion verbraucht ist.

Da die satzweise arbeitenden Dekontaminationsgeräte zu umständlich ar beiten und der Zeit- und Personalaufwand zu hoch ist, wurden direkt anmischende Geräte entwickelt. Ein derartiges Gerät ist durch die DE-OS 36 07 424 und die DE-OS 36 16 744 bekanntgeworden, wobei in einem kompakten Gerät einem unter Druck stehenden Wasserstrom die anderen Bestandteile der Emulsion zugeführt werden. Die so fertiggestellte Emulsion wird über Pumpen und Schlauchleitungen zum Strahlrohr geleitet.

Nach dem gleichen Prinzip arbeitet auch das im Prospekt "1.5.4 C8-DADS" (Fa. Kärcher, März 1987) beschriebene Dekontaminationsgerät. In der hierin enthaltenen "Technischen Beschreibung" werden die organische Phase, bestehend aus einem Lösungsmittel (Tetrachloräthylen) und einem hierin gelösten Emulgator (Phasentransfer-Katalysator), und die wäßrige Phase, in Form von Wasser und darin gelöstem Wirkstoff (Calciumhyprochlorit "C8"), separat einem Emulgierer zugeführt. Im Emulgierer wird die organische und wäßrige Phase zusammengeführt und zur Entgiftungsemulsion emulgiert und über Schlauchleitungen vom Dekontaminationsgerät zum Strahlrohr geleitet.

Die den Geräten zugrundliegende Forderung, ein kompaktes Gerät mit allen Aggregaten zur Chemikaliendosierung und Herstellung der fertigen Emulsion auszubilden, kann auf Kosten der Zuverlässigkeit, Wartbar keit und Genauigkeit der Chemikaliendosierung gehen. Konstruktions bedingt weisen die Geräte starke Pumpen auf, da die hochviskose Emulsion über mehrere Meter Schlauchleitung zum Strahlrohr geleitet werden muß. Außerdem wirkt sich das Fördern der fertigen Emulsion nachteilig auf deren Stabilität aus. Bei den zum Stand der Technik beschriebenen Geräten wird bei der Bildung der wäßrigen Phase der Wirkstoff in zu kurzer Zeitspanne im Wasser nur unvollständig ge löst, was sich nachteilig auf die Stabilität der Emulsion auswirkt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen einer Entgiftungsemulsion derart auszu bilden, daß sich unter Vereinfachung der Dekontaminationsgeräte die Güte der Emulsion verbessert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den ein Verfahren betreffen den Anspruch 1 und den auf eine Vorrichtung bezogenen Anspruch 5 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Dekontaminationsgeräte sich auf Aggregate zur Chemi kaliendosierung und Aufbereitung der wäßrigen und organischen Phase beschränken, so daß der Aufbau einfach und übersichtlich gestaltet werden kann. Dies wirkt sich positiv auf die Zuverlässigkeit, Wart barkeit und Genauigkeit der Chemikaliendosierung aus. Da die hoch viskose Entgiftungsemulsion erst unmittelbar vor dem Austragen im Strahlrohr erzeugt wird, reichen schwache Pumpen und kleine Schlauch durchmesser aus, um die dünnflüssige wäßrige und organische Phase zum Strahlrohr zu fördern. Die Emulsion bleibt stabil, da die fertig gemischte Emulsion kaum mechanisch belastet wird durch die nunmehr ausbleibende Reibung entlang den Schlauchwänden. Die Stabilität der Emulsion ist somit nicht kritisch, wodurch sogar der Anteil des stabilisierend wirkenden Lösungsmittels reduziert werden kann, da die nunmehr weniger mechanisch belastete Emulsion auch bei niedrigerem Lösungsmittelgehalt stabil bleibt. Durch die separate Zuführung der wäßrigen Phase über lange Schlauchleitungen zum im Strahlrohr integriertem Emulgierer wird dem noch nicht gelösten Wirkstoff eine zusätzliche Zeitspanne gegeben, um sich im Wasser zu lösen, was sich vorteilhaft auf die Qualität der Emulsion auswirkt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran sprüchen 2-4 und 6-9 aufgeführt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden anhand von Vorrichtungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Erzeugung und Entnahme der wäßrigen Phase mit 2 Mischsystemen als Skizze,

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Erzeugung und Entnahme der wäßrigen Phase mit einem Mischsystem und einem Speichersystem als Skizze,

Fig. 3 ein Strahlrohr mit in dessen Griffteil integriertem Emulgierer als Skizze dargestellt,

Fig. 4 ein Griffteil mit integriertem Emulgierer im Längsschnitt stark verkürzt und gestaucht dargestellt,

Fig. 5 das Griffteil mit integriertem Emulgierer im Querschnitt nach Fig. 4,

Fig. 6 ein Griffteil mit integriertem Emulgierer im Längsschnitt stark verkürzt und gestaucht dargestellt,

Fig. 7 das Griffteil mit integriertem Emulgierer im Querschnitt nach Fig. 6,

Fig. 8 eine Vorrichtung zur Zuführung der organischen Phase und der wäßrigen Phase.

Die in den Zeichnungen dargestellten Vorrichtungen beziehen sich auf die Erzeugung einer Entgiftungsemulsion für ABC-kontaminierte Geräte. Die Entgiftungsemulsion ist hierbei auf Grundlage folgender beiden Phasen aufgebaut

- eine wäßrige Phase, bestehend aus mindestens Wasser mit darin gelö stem Wirkstoff,
- eine organische Phase, bestehend aus mindestens Lösungsmittel mit darin gelöstem Emulgator.

Die Erfindung arbeitet auch mit wäßrigen oder organischen Phasen, denen zur Verbesserung gewisser Eigenschaften zusätzliche Stoffe oder Chemikalien zugegeben werden. Beispielsweise kann es sich hierbei um die Viskosität verändernde Stoffe oder um wirkstoffunterstützende Sub stanzen handeln. Ebenso kann die wäßrige Phase zusätzlich zum darin gelösten Wirkstoff noch darin gelöste Aufbaustoffe enthalten. Mit diesen Aufbaustoffen sind neutrale, nicht in die Entgiftungsreaktion eingreifende Salze gemeint, welche aber das Zustandekommen der Emulsion unterstützen und darüber hinaus stabilisierend wirken.

Die Entgiftungsemulsion wird hierbei erzeugt durch

- separate und kontinuierliche Zuführung der wäßrigen und organischen Phase,
- Zusammenführung der wäßrigen und organischen Phase,
- Bildung der Entgiftungsemulsion durch Emulgieren beider Phasen miteinander.

Die Fig. 1 und 2 zeigen unterschiedliche Lösungen zur Erzeugung der wäßrigen Phase. Die hierbei zugrunde liegenden Verfahrensschritte bestehen aus:

- gemeinsame Einleitung einer bestimmten Menge Wasser und einer ent sprechenden Menge Wirkstoff,
- ausreichend lange Durchmischung beider Komponenten, bis der Wirkstoff vollständig im Wasser gelöst ist,

wobei die somit satzweise erzeugte wäßrige Lösung durch ein Entnahme system kontinuierlich und separat zuführbar ist für die sich an schließende Zusammenführung mit der organischen Phase und Bildung der Entgiftungsemulsion.

In der Fig. 1 wird das Entnahmesystem zur kontinuierlichen und sepa raten Zuführung gebildet aus 2 Mischsystemen, wobei wechselseitig bezogen auf die beiden Mischsysteme

- entweder wäßrige Phase erzeugbar ist,
- oder wäßrige Phase entnehmbar ist.

Jedes Mischsystem besteht hierbei aus

- einem Mischbehälter 51a bzw. 51b zur Aufnahme des Wassers und des Wirkstoffes,
- einer Zuführung für den Wirkstoff 52a bzw. 52b,
- einer Pumpe 53a bzw. 53b, welche zum einen für die Zuführung von Wasser aus 57 erforderlich ist, und zum anderen für die mechani sche Durchmischung des Wassers und Wirkstoffes sorgt durch Umwälzung der Flüssigkeit in dem Mischbehälter 51a bzw. 51b,
- Schlauch- und Rohrleitungssysteme mit dem Verteiler 54a bzw. 54b.

Über den an beiden Mischsystemen angeschlossenen Verteiler 55 kann über die Ableitung 70 die wäßrige Phase entnommen werden.

Nachdem die zugrunde liegenden Verfahren erläutert und die Vorrichtungs teile benannt wurden, wird nachfolgend die genaue Funktionsweise er läutert.

Zur Erzeugung der wäßrigen Phase wird über die Zuführung 57 Wasser über den Verteiler 54a mittels der Pumpe 53a in den Mischbehälter 51a eingeleitet. Über 52a wird der Wirkstoff in flüssiger oder granulatar tiger Form zugegeben. Der Verteiler 54a wird nun so umgestellt, daß die Pumpe 53a die Flüssigkeit des Mischbehälters 51a ständig um wälzt und somit für eine gute Durchmischung sorgt. Nachdem der Wirk stoff vollständig im Wasser gelöst ist, kann die somit erzeugte wäßrige Phase über den Verteiler 55 und die Ableitung 70 zur Zusammenführung der wäßrigen und organischen Phase und Bildung der Entgiftungsemulsion gelangen. Parallel hierzu wird im Mischbehälter 51b nach der gleichen Art und Weise wie oben beschrieben neue wäßrige Lösung erzeugt.

Nachdem die wäßrige Lösung im Mischbehälter 51a erschöpft ist, wird der Verteiler 55 umgestellt, so daß aus dem Behälter 51b wäßrige Phase entnommen werden kann. Durch die oben genannte Ausbildung des Entnahme systems ist eine kontinuierliche Entnahme der wäßrigen Phase gewähr leistet.

In der Fig. 2 wird das Entnahmesystem 60 zur kontinuierlichen und separaten Zuführung aus einem Mischsystem und einem Speichersystem gebildet, wobei

- entweder aus dem gefüllten Speichersystem wäßrige Phase entnehmbar ist, während im Mischsystem wäßrige Phase erzeugbar ist,
- oder aus dem Mischsystem fertig erzeugte wäßrige Phase entnehmbar ist, während das Speichersystem mit wäßriger Phase aus dem Mischsystem füllbar ist.

Das Mischsystem besteht hierbei aus

- einem Mischbehälter 61 zur Aufnahme des Wassers und des Wirkstoffes,
- einer Zuführung für den Wirkstoff 62,
- einer Pumpe 63, welche zum einen für die Zuführung von Wasser aus 64 erforderlich ist, und zum anderen für die mechanische Durchmischung des Wassers und Wirkstoffes sorgt durch Umwälzung der Flüssigkeit in dem Mischbehälter 61,
- Schlauch- und Rohrleitungssysteme mit dem Verteiler 65 und 68.

Das Speichersystem dagegen besteht aus

- einem Speicherbehälter 69, ausgestattet mit einem Rührwerk 66, zur Zwischenspeicherung der wäßrigen Phase,
- Schlauch- und Rohrleitungssysteme.

Über den am Mischsystem und am Speichersystem angeschlossenen Verteiler 67 kann über die Ableitung 70 die wäßrige Phase entnommen werden.

Nachdem auch bei diesem Entnahmesystem Verfahren und Vorrichtungsteile bekannt sind, wird nachfolgend auf die genaue Funktionsweise eingegangen.

Zur Erzeugung der wäßrigen Phase wird über die Zuführung 64 Wasser über die Verteiler 65 und 68 mittels der Pumpe 63 in den Mischbehälter 61 eingeleitet. Über die Zuführung 62 wird Wirkstoff in flüssiger oder granulatartiger Form zugegeben, welcher zusammen mit dem zugegebenen Wasser über den Verteiler 68 in den Mischbehälter 61 gelangt. Der Verteiler 65 wird nun so umgestellt, daß die Pumpe 63 die Flüssigkeit des Mischbehälters 61 umwälzt und somit für eine gute Durchmischung sorgt. Nachdem der Wirkstoff vollständig im Wasser gelöst ist, kann die somit erzeugte wäßrige Phase über den Verteiler 67 und die Ableitung 70 zur Zusammenführung der wäßrigen und organischen Phase und Bildung der Entgiftungsemulsion gelangen. Parallel hierzu wird der Verteiler 68 zusätzlich zur Füllung des Speicherbehälters 69 geöffnet, welcher zwecks ständiger Durchmischung mit einem Rührwerk 66 ausgestattet ist. Nachdem die wäßrige Phase vollständig aus dem Mischbehälter 61 entnommen wurde, wird der Verteiler 67 umge stellt, so daß auf den zuvor gefüllten Speicherbehälter 69 zurückge griffen werden kann. Diese Ausbildung des Entnahmesystems 60 gewähr leistet ebenfalls eine kontinuierliche Entnahme der wäßrigen Phase.

Die Fig. 3-7 behandeln die Zusammenführung der wäßrigen und organi schen Phase und die Bildung der Entgiftungsemulsion unmittelbar vor dem Austragen.

So zeigt die Fig. 3 zunächst ein Strahlrohr 10 bestehend aus einem Sprüh kopf 30 und einem Griffteil 20, welche jeweils über einen Flansch 27 und 31 miteinander verbunden sind. Im Strahlrohr 10 ist der Emulgierer integriert. Dies kann konstruktiv so gelöst sein, daß der Emulgierer mit dem Griffteil verbunden ist. Andere Lösungen können vorsehen, den Emulgierer platzsparend im Griffteil oder im Sprühkopf unterzubringen. In der Zeichnung ist die Lösung dargestellt, bei der im Griffteil 20 der Emulgierer integriert ist. Zur Erzeugung einer Entgiftungsemulsion für ABC-kontaminierte Geräte wird dem im Griffteil integrierten Emulgierer 20 separat und kontinuierlich die zuvor erzeugte wäßrige Phase und eine organische Phase auf der Basis von Lösungsmittel und darin gelöstem Emulgator zugeführt. Die wäßrige Phase gelangt in diesem Ausführungs beispiel in zwei getrennten Teilströmen über die Schlauchleitungen 23 und 25 und deren Steckkupplungen 24 und 26 in den Emulgierer, während die organische Phase über die Schlauchleitung 21 und deren Kupplung 22 zugeführt wird.

Der Längsschnitt in Fig. 4 mit dem darin gekennzeichneten Schnittver lauf für den Querschnitt in Fig. 5 zeigt ein erstes Ausführungs beispiel für einen Emulgierer, der im Griffteil 20 eines Strahlrohres 10 integriert ist.

Der im Griffteil integrierte Emulgierer 20 stellt aufgrund der beiden Mischstrecken 41 und 42 eine stabile Emulsionserzeugung sicher. Der 1. Mischstrecke 41 wird über das teilweise dargestellte Kupplungsteil 22 der vollständige Strom der organischen Phase und über das Kupplungsteil 24 etwa die Hälfte des Teilstromes der wäßrigen Phase zugeführt. Durch das Vermischen beider Phasen mit einander bildet sich eine lösungsmittelreiche, niedrigviskose Vor emulsion. Diese Voremulsion wird in der 2. Mischstrecke mit dem über das Kupplungsteil 26 zugeführten Rest der wäßrigen Phase zur gebrauchs fertigen Emulsion gemischt. Die hierdurch gebildete Entgiftungs emulsion fließt durch den Flansch 27 in den nicht dargestellten Sprüh kopf zum Auftragen auf die Geräte. Die Mischstrecken 41 und 42 sind diffusorartig aufgebaut. Die sich hierbei erweiternden Rohrleitungs teile erzeugen turbulente Strömungen, welche die Flüssigkeiten mit einander vermischen. Die Fig. 5 zeigt den zweischaligen Aufbau des als Kunststoffteil ausgebildeten Griffteiles 20.

In der Fig. 6 und der dazugehörigen Fig. 7 fördern die in der Misch strecke 42 eingebauten Hindernisse 43 die Durchmischung. Weiterhin ist das Griffteil anders als in Fig. 4 und 5 als Blechteil gefertigt.

Aus der Fig. 8 geht die Zuführung der wäßrigen und organischen Phase zum Strahlrohr 10 hervor, wobei wie zuvor beschrieben, die wäßrige Phase in 2 Teilströmen zu den beiden Mischstrecken des im Griffteil integrierten Emulgierers 20 geführt wird. Aus dem Behälter 71 wird die organische Phase mittels der Pumpe 72 über die Schlauchleitung 21 zum Strahlrohr 10 geleitet. Die wäßrige Phase dagegen gelangt über die Zuleitung 70 zu den beiden Pumpen 73 und 74, welche die wäßrige Phase in 2 Teilströmen über die Schlauchleitungen 23 und 25 zum Strahlrohr 20 leiten. Das Kernstück der Zuführung bilden die Pumpen 72, 73 und 74, welche als getrennt einstellbare Konstantpumpen ausgebildet sind. Darüber hinaus sind alle drei Pumpen über die angetriebene Welle 75 miteinander verbunden, so daß auch bei schwankender Drehzahl die korrekte Zusammensetzung der Entgiftungsemulsion eingehalten wird.

Die durch die Fig. 3 bis 8 dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen, daß die wärßrige Phase in 2 Teilströmen über getrennte Schlauchleitungen zugeführt werden. Eine andere Möglichkeit könnte darin bestehen, daß die gesamte wäßrige Phase nur über eine gemeinsame Schlauchleitung zum im Strahlrohr integrierten Emulgierer geführt wird. In diesem Fall müßte ein dem Emulgierer vorgeschalteter, spezieller Verteiler die wäßrige Phase in zwei konstante Teilströme unabhängig von den unter schiedlichen Drücken in den beiden Mischstrecken 41 und 42 zerlegen.

Bezugszeichenliste

10 Strahlrohr
20 Griffteil des Strahlrohres mit integriertem Emulgierer
21 Schlauch für die Zuleitung der organischen Phase
22 Anschlußkupplung für die organische Phase
23 Schlauch für die Zuleitung des 1. Teilstromes der wäßrigen Phase
24 Anschlußkupplung für den 1. Teilstrom der wäßrigen Phase
25 Schlauch für die Zuleitung des 2. Teilstromes der wäßrigen Phase
26 Anschlußkupplung für den 2. Teilstrom der wäßrigen Phase
27 Flansch am Griffteil des Strahlrohres mit integriertem Emulgierer
30 Sprühkopf des Strahlrohres
31 Flansch am Sprühkopf des Strahlrohres
41 1. Mischstrecke
42 2. Mischstrecke
43 Hindernis
50 Entnahmesystem bestehend aus 2 Mischsystemen
51a Mischbehälter
51b Mischbehälter
52a Zuführung für den Wirkstoff
52b Zuführung für den Wirkstoff
53a Pumpe
53b Pumpe
54a Verteiler
54b Verteiler
55 Verteiler
57 Zuführung des Wassers
60 Entnahmesystem bestehend aus einem Mischsystem und einem Speichersystem
61 Mischbehälter
62 Zuführung für den Wirkstoff
63 Pumpe
64 Zuführung des Wassers
65 Verteiler
66 Rührwerk/mechanische Mischeinrichtung
67 Verteiler
68 Verteiler
69 Speicherbehälter
70 Ableitung/Zuleitung der wäßrigen Phase
71 Behälter mit der organischen Phase
72 Pumpe für die organische Phase
73 Pumpe für die Zuführung des 1. Teilstromes der wäßrigen Phase
74 Pumpe für die Zuführung des 2. Teilstromes der wäßrigen Phase
75 gemeinsame Welle

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen einer Entgiftungsemulsion für ABC- kontaminierte Geräte, die durch Vermischen einer einen gelösten Wirkstoff enthaltenden wäßrigen Phase und einer mindestens Lösungsmittel und darin gelösten Emulgator ent haltenden organischen Phase erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammenführung der beiden Phasen und die Bildung der Emulsion unmittelbar vor dem Auftragen auf die kontaminierten Geräte in einer Mischstrecke (41, 42) erfolgt, die sich in einem Strahlrohr (10) zum Auftragen der Emulsion befindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der Emulsion in zwei Mischstrecken erfolgt, wobei in der ersten Mischstrecke (41) die gesamte organische Phase mit etwa der Hälfte der wäßrigen Phase zu einer niedrigviskosen Vor emulsion und in der wäßrigen Mischstrecke (42) die Voremulsion mit dem Rest der wäßrigen Phase zur gebrauchsfertigen Emulsion gemischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung in diffusorartigen Mischstrecken erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung in Mischstrecken mit eingebauten Hinder nissen (43) erfolgt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Schläuchen (21, 23, 25) zur separaten Zuführung der flüssigen Phasen und mit einem Strahlrohr (10), bestehend aus Sprühkopf (30), Griffteil (20) und einer im Strahlrohr integrierten Misch strecke (41, 42).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischstrecke (41, 42) im Griffteil (20) des Strahl rohres (10) integriert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlrohr (10) zwei Mischstrecken (41, 42) integriert sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischstrecken diffusorartig aufgebaut sind oder mit Hindernissen (43) versehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen (72, 73, 74) zur konstanten Zuführung der flüssigen Phasen über eine angetriebene Welle (75) verbunden sind.