PT1809427E

PT1809427E - Método, aparelho e sistema para a limpeza de componentes de precisão com base em bi-solventes

Info

Publication number: PT1809427E
Application number: PT5824760T
Authority: PT
Inventors: Wayne Mouser; Russell Manchester; William Barrett; Frederick Bergman
Original assignee: Forward Technology A Crest Group Company
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2015-01-14
Also published as: PL1809427T3; US7604702B2; WO2006050332A3; EP1809427A2; US20060094627A1; SI1809427T1; EP1809427B1; CN101068630A; EP1809427A4; DK1809427T3; BRPI0517523A; HK1115347A1; US20100071727A1; CN101068630B; WO2006050332A2; KR20070083831A; US8210189B2; ES2525879T3; JP2008519107A

Description

DESCRIÇÃO "MÉTODO, APARELHO E SISTEMA PARA A LIMPEZA DE COMPONENTES DE PRECISÃO COM BASE EM BI-SOLVENTES"

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se genericamente a um sistema de limpeza à base de solvente para limpeza de peças de precisão. Em particular, a invenção refere-se a um sistema de limpeza bi-solvente para peças de precisão, utilizando um processo de recuperação de solvente para reduzir a descarga de solvente total.

Tais sistemas são conhecidos por exemplo a partir dos documentos JP 10 290963 A, US 6 355 113 BI e JP 2000 008095 A.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os sistemas de limpeza e de secagem de precisão normalmente utilizam uma ampla variedade de soluções de limpeza, incluindo vários solventes, detergentes, ou outras misturas aquosas. Estes sistemas funcionam para limpar e secar vários dispositivos ou peças, tais como dispositivos médicos, instrumentos óticos, gofres, placas de PC, circuitos hibridos, componentes da unidade de disco, componentes mecânicos ou eletromecânicos de precisão, ou semelhantes.

Muitos sistemas anteriores fazem uso de solventes classificados como compostos orgânicos voláteis ou VOC. Os VOC são produtos quimicos orgânicos que têm pressões de vapor elevadas pelo que os VOC podem facilmente formar vapores a temperaturas e pressões ambientes. Enquanto os VOC podem ser bem sucedido no sistema de limpeza de precisão, o uso e descarte de VOC é fortemente regulamentado devido a preocupações sobre os efeitos ambientais e de saúde nocivos resultantes da exposição e/ou descarga de VOC.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um objeto da presente invenção é o de criar um sistema de limpeza adequado e métodos de limpeza apropriados para a limpeza de componentes de precisão, enquanto se utiliza um processo de recuperação de solvente para reduzir a descarga do solvente enquanto se recupera solventes para a reutilização e/ou eliminação. A presente invenção compreende uma conceção de bi-solvente para a limpeza de componentes de precisão, utilizando dois solventes para remover sujidade e outros contaminantes. Numa forma de realização representativa, os dois solventes podem compreender um primeiro solvente isento de VOC e um segundo solvente isento de VOC em que os solventes isentos de VOC, geralmente são tão eficazes como os solventes de VOC. Um modo de operação compreende a limpeza de um componente de precisão dentro de um primeiro solvente isento de VOC para remover qualquer tipo de sujidade, partículas, gordura ou outro contaminante do componente de precisão, seguido por lavagem do componente de precisão dentro de um segundo tanque contendo um segundo solvente isento de VOC para remover qualquer pelicula deixada no componente de precisão pelo primeiro solvente isento de VOC. Durante o modo de operação, as etapas de limpeza e de lavagem podem compreender, cada uma delas, submeter o componente de precisão a oscilação e a cavitação induzida por ultrassons dentro da correspondente solvente para ajudar ainda mais a limpeza e a lavagem. Um modo de recuperação de solvente compreende separar o primeiro solvente isento de VOC, removido como parte do passo de lavagem, do segundo solvente isento de VOC. Numa forma de realização representativa, o segundo solvente isento de VOC pode ser mais caro do que o primeiro solvente isento de VOC de tal modo que o segundo solvente isento de VOC é recuperado e encaminhado para reutilização, enquanto o primeiro solvente isento de VOC, bem como quaisquer contaminantes dentro do primeiro solvente isento de VOC, podem ser descartados corretamente.

Em algumas formas de realização representativas, a invenção descreve um método para a limpeza de componentes de precisão com um sistema de limpeza de bi-solvente tendo um sistema de recuperação de solvente.

Em algumas formas de realização representativas, a invenção descreve um sistema de limpeza de bi-solvente para a limpeza de componentes de precisão, proporcionando a recuperação e/ou a eliminação de dois solventes.

Em algumas formas de realização representativas, a invenção descreve um aparelho de limpeza compreendendo tanques e canalização associada para facilitar a limpeza de componentes de precisão com um sistema de limpeza de bi-solvente com um sistema de recuperação de solvente.

Em algumas formas de realização representativas, a invenção descreve um método para a eliminação de um primeiro solvente isento de VOC e a recuperação de um segundo solvente isento de VOC com um sistema de limpeza de bi-solvente .

Como utilizado ao longo da presente descrição, o termo "isento de solvente de VOC" é definido para incluir compostos orgânicos determinados pela Agência dos Estados

Unidos de Proteção Ambiental como tendo insignificante reatividade fotoquimica e que são especificados no Código de Regulamentos Federais dos Estados Unidos em 40 CFR 51.100 (s) . O resumo acima sobre as várias formas de realização da invenção não se destina a descrever cada forma de realização ou todas as implementações da invenção. Os valores apresentados na descrição detalhada que se segue exemplificam, mais em particular, essas formas de realização.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A invenção pode ser mais completamente entendida tendo em consideração a seguinte descrição detalhada de várias formas de realização da invenção, em ligação com os desenhos anexos, em que: A Figura 1 é uma vista esquemática de um sistema de limpeza da presente invenção representativo de um modo de limpeza e lavagem. A Figura 2 é uma vista esquemática do sistema de limpeza da Figura 1 representativo de um modo de recuperação de solvente e de eliminação dos residuos. A Figura 3 é uma vista esquemática de um tanque de lavagem e de um tanque de recuperação do sistema de limpeza da Figura 1 num modo de arranque. A Figura 4 é uma vista esquemática de um tanque de lavagem e de um tanque de recuperação do sistema de limpeza da Figura 1 num modo de limpeza continua. A Figura 5 é uma vista esquemática de um tanque de lavagem e de um tanque de recuperação do sistema de limpeza da Figura 1 numa primeira etapa de um modo de recuperação de solvente. A Figura 6 é uma vista esquemática de um tanque de lavagem e de um tanque de recuperação do sistema de limpeza da Figura 1 numa segunda etapa do modo de recuperação de solvente. A Figura 7 é uma vista esquemática de um tanque de lavagem e de um tanque de recuperação do sistema de limpeza da Figura 1 numa terceira etapa do modo de recuperação de solvente. A Figura 8 é uma vista esquemática de um tanque de lavagem e de um tanque de recuperação do sistema de limpeza da Figura 1 numa quarta etapa do modo de recuperação de solvente. A Figura 9 é uma vista esquemática de um tanque de lavagem e de um tanque de recuperação do sistema de limpeza da Figura 1 numa quinta etapa do modo de recuperação de solvente. A Figura 10 é uma vista esquemática de um tanque de lavagem e de um tanque de recuperação do sistema de limpeza da Figura 1 num modo de retorno ao funcionamento.

Embora a invenção seja suscetível de várias modificações e formas alternativas, as especificidades da mesma foi mostrada a titulo de exemplo nos desenhos e será descrita em pormenor. Deve ser entendido, no entanto, que a intenção não é limitar a invenção às formas de realização particulares descritas. Pelo contrário, a intenção é cobrir todas as formas de realização, dentro do âmbito das reivindicações anexas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Um sistema de limpeza de bi-solvente 100 da invenção é ilustrado nas Figuras 1 e 2. O sistema de limpeza de bi-solvente 100 foi concebido e adaptado para a limpeza de peças de precisão, tais como, por exemplo, dispositivos médicos, instrumentos óticos, gofres, placas de PC, circuitos hibridos, componentes da unidade de disco, componentes mecânicos ou eletromecânicos de precisão, ou semelhantes. Em algumas formas de realização presentemente preferidas, o sistema de limpeza de bi-solvente 100 compreende um único sistema integrado que é auto contido de tal forma que não seja necessária interligação substancial entre os componentes do sistema de limpeza bi-solvente. Por exemplo, o sistema de limpeza de bi-solvente pode ser montado sobre uma única estrutura ou patim e/ou contido dentro de uma única caixa, recipiente ou compartimento.

Tal como ilustrado nas Figuras 1 e 2, o sistema de limpeza de bi-solvente 100 pode compreender um compartimento do sistema 102, uma porção de limpeza 104, uma porção de lavagem 106 e uma porção de recuperação de solvente 108. Os vários componentes, incluindo a porção de limpeza 104, a porção de lavagem 106 e uma porção de recuperação de solvente 108 podem ser operacionalmente interligados no interior do compartimento do sistema 102 de tal modo que uma única estrutura unificada pode ser testada, fornecida e instalada. A porção de limpeza 104 compreende geralmente um tanque de limpeza 110, um primeiro solvente 112 e um primeiro circuito de recirculação 114. O tanque de limpeza 110 pode compreender um tanque aberto construído com materiais adequados, tais como aço inoxidável, tântalo, titânio, quartzo ou polímeros, tais como PEEK e outros materiais adequados. O tanque de limpeza 110 pode ainda compreender pelo menos um transdutor de ultrassons 116, para promover o processo de limpeza. A energia ultrassónica gera padrões de fases de baixa e de alta pressão alternadas no primeiro solvente 112. Na fase de baixa pressão, tem lugar formação de bolhas ou de cavidades de vácuo. Na fase de alta pressão, as bolhas implodem violentamente. Este processo de criação e de implosão de bolhas é comummente referido como cavitação. A cavitação resulta em um processo de lavagem intensa ao longo da superfície dos componentes de precisão que causam que quaisquer partículas sejam removidas das peças. As bolhas criadas durante a cavitação são minúsculas e, como tal, são capazes de penetrar fendas microscópicas para prestar uma limpeza melhorada em comparação com imersão simples ou com processos de limpeza por agitação. Em uma forma de realização representativa, o transdutor de ultrassons 116 é um transdutor de cerâmica melhorado da Crest Ultrasonic Corp. capaz de fornecer energia ultrassónica a uma frequência adequada de entre 28 KHz e 2,5 MHz. 0 transdutor de ultrassons 116 pode ser ligado diretamente ao exterior do tanque de limpeza 110, com um adesivo tal como epóxi. O primeiro circuito de recirculação 114 compreende um sistema de fluxo, em que o primeiro solvente 112 é recirculado através de um primeiro sistema de filtro 118 para remover as partículas introduzidas quando os componentes de precisão são limpos. O sistema de filtro 118 pode compreender um ou mais arranjos de filtros adequados para a remoção destas partículas. O sistema de filtro de 118 pode compreender filtros pré-embalados, incluindo um meio filtrante, por exemplo sulfona de poliéter, Teflon ®, PVDF, poliéster ou polipropileno, capazes de remover partículas de até 0,03 mícrones de tamanho. O primeiro circuito de recirculação 114 compreende ainda uma válvula 119 e uma primeira bomba de recirculação 120. A válvula 119 pode compreender uma válvula automatizada, tal como, por exemplo, uma válvula de solenoide, ou uma válvula manual acionada à mão. A primeira bomba de recirculação 120 funciona para recircular continuamente o primeiro solvente 112 por meio do primeiro sistema de filtro 118. Primeiro circuito de recirculação 114 pode ainda compreender um primeiro permutador de calor 122 para aquecer continuamente o primeiro solvente 112, à medida que ele é reintroduzido no tanque de limpeza 110. Através da utilização do primeiro permutador de calor 122, o tanque de limpeza 110 pode ser mantido a uma temperatura constante pois a energia térmica perdida por condução, convecção e radiação é substituída.

Numa forma de realização presentemente preferida, o primeiro solvente 112 pode compreender um solvente isento de VOC adequado com caracteristicas de solvente que promovem a remoção de contaminantes tais como a sujidade, as partículas, óleos e graxas. Por exemplo, o primeiro solvente 112 pode ter um valor Kari-butanol de cerca de 60. Numa forma de realização representativa, o primeiro solvente 112 compreende um solvente à base de soja isento de VOC, tal como, por exemplo, Soyclear 1500 disponível a partir de Ag Environmental Products of Omaha, NE, tendo um ponto de ebulição de 333° C. De preferência, o primeiro solvente 112 é biodegradável e/ou não-perigoso. Uma vantagem de um solvente à base de soja é que estes tipos de solventes são geralmente baratos devido à natureza prontamente disponível de soja. Além disso, nenhum equipamento especial e/ou caro de eliminação e/ou métodos são geralmente necessários para a eliminação do solvente à base de soja, por exemplo, quando os níveis de óleos e/ou gorduras chega a um nivel suficientemente elevado dentro do tanque de limpeza 110, o primeiro solvente 112 é despejado e substituído por solvente fresco. Solventes à base de soja podem ser eliminados utilizando métodos tradicionais, tais como, por exemplo, a combustão num incinerador ou utilizados como uma fonte de corrente de combustível, em combinação com o óleo de aquecimento no interior de uma caldeira. A parte de lavagem 106 compreende, geralmente, um tanque de lavagem 124, um segundo solvente 126 e um circuito de recuperação de 128. Para além do segundo solvente 126, o tanque de lavagem 124 pode incluir quantidades residuais de primeiro solvente 112 introduzido para lavar o tanque 124 como uma película sobre os componentes de precisão. O tanque de lavagem 124 pode compreender um tanque aberto construído com os mesmos materiais ou semelhantes como primeiro tanque de limpeza 100, por exemplo, materiais adequados tais como o aço inoxidável, tântalo, titânio, de quartzo ou polímeros, tais como PEEK e outros materiais adequados. O tanque de lavagem 124 pode ainda compreender pelo menos um transdutor de ultrassons 116 para induzir a cavitação no interior do tanque de lavagem 124 de modo a ajudar ainda mais o processo de limpeza. O ciclo de recuperação 128 inclui um sistema de fluxo, em que o segundo solvente 126, bem como primeiro solvente residual 112 é recirculado através de um segundo sistema de filtro 130 para remover as partículas a partir do tanque de lavagem 124. O segundo sistema de filtro 130 pode compreender um ou mais arranjos de filtros adequados para a remoção destas partículas. O circuito de recuperação 128 compreende ainda uma pluralidade de válvulas 131a, 131b, 131c, 131d e uma segunda bomba de recirculação 132. As válvulas 131a, 131b, 131c, 131d podem compreender uma válvula automatizada, tal como, por exemplo, uma válvula de solenoide, ou uma válvula manual acionada com a mão. A segunda bomba de recirculação 132 funciona para bombear seletivamente um líquido adequado através do circuito de recuperação 128 baseado em um modo de funcionamento e no estado de funcionamento da válvula 131a, 131b, 131c, 131d. O circuito de recuperação 128 pode ainda compreender um segundo permutador de calor 134 para o arrefecimento do segundo solvente 126 e do primeiro solvente residual 112.

Numa forma de realização presentemente preferida, o segundo solvente 126 pode compreender um solvente adequado isento de VOC com características de solventes que promovem a remoção de qualquer película deixada no componente de precisão pelo primeiro solvente 112. Por exemplo, o segundo solvente 126 pode ter um valor Kari-butanol entre cerca de 10 a cerca de 150. Numa forma de realização representativa, o segundo solvente 126 compreende um solvente trabalhado tal como, por exemplo, Novec™ Engineered Fluid HFE-7200 disponível a partir da 3M Company de St. Paul, MN. O HFE-7200 tem um ponto de ebulição de 61° Ce uma gama ampla líquida de -135° C a 61° C tornando-se um excelente solvente para aplicações de vapor desengordurantes. Além disso, o HFE-7200 não esgota a camada de ozono, tem muito baixo potencial de aquecimento global, oferece redução das emissões de gases de efeito estufa, não é um VOC e é aprovado sem restrições no âmbito do Programa Novas Alternativas Significativas das Agências de Proteção Ambiental dos Estados Unidos. A porção de recuperação de solvente 108 pode compreender um tanque de recuperação 136, um aquecedor de recuperação 138, uma bobina de condensação 139 e um tanque de resíduos 140. O tanque de recuperação 136 pode compreender um tanque aberto construído com os mesmos materiais ou com materiais semelhantes aos do primeiro tanque de limpeza 100 e do tanque de lavagem 124, por exemplo, materiais adequados, tais como aço inoxidável, tântalo, titânio, de quartzo ou polímeros, tais como PEEK e outros materiais adequados. O tanque de recuperação 136 está fisicamente ligado ao, e separado do, tanque de lavagem 124 em um açude de transbordo 142. Como tal, o tanque de recuperação 136 e o tanque de lavagem 124 partilham um cobertor de vapor comum 144 .

Quando totalmente montado e integrado, o sistema de limpeza de bi-solvente 100 pode ser configurado para ser automatizado, ou para funcionamento semiautomático ou manual. Em adição aos componentes acima mencionados e descritos, o sistema de bi-solvente de limpeza compreende ainda um sistema de manipulação de componente de precisão para mover peças de precisão entre o tanque de limpeza 110 e o tanque de lavagem 124, colocando as peças dentro de um transportador ou cesto 143. Este sistema de manipulação de componente de precisão pode compreender um sistema manual em que um operador coloca simplesmente o componente de precisão no tanque correto ou pode compreender um sistema de tratamento de partes automatizadas para mover o cesto 143 do tanque de limpeza 110 para o tanque de lavagem 124. Além disso, o sistema de limpeza de bi-solvente 100 pode compreender luzes adequadas, botões e interruptores para a operação manual do sistema de limpeza de bi-solvente 100. Alternativamente, o sistema de bi-solvente de limpeza 100 pode ser capaz de operação automatizada, tal como, por exemplo, a operação controlada e iniciada por um microprocessador, um computador pessoal, um Controlador Lógico Programável (PLC) e semelhantes.

Numa forma de realização preferida, o sistema de bi-solvente de limpeza 100 está totalmente contido dentro do compartimento do sistema 102, tal como, por exemplo um compartimento fechado para apresentar uma aparência estética agradável. Num tal sistema fechado, um utilizador apenas necessita de fornecer o primeiro solvente 112, o segundo solvente 126, os componentes de precisão serem limpos e uma fonte de energia elétrica.

Durante o funcionamento, o sistema de limpeza de bi-solvente 100 pode ser executado em um dos dois modos, sendo o primeiro modo para um funcionamento normal em que os componentes de precisão são limpos e enxaguados tal como ilustrado na Figura 1 e o segundo modo compreendendo um processo multi-etapas para separar o primeiro solvente 112 e o segundo solvente 126 seguidos de remoção e eliminação potencial do primeiro solvente 112 e recuperação do segundo solvente 126 para ser reutilizado no sistema de limpeza de bi-solvente 100, como ilustrado na Figura 2. No que diz respeito ao funcionamento do segundo componente de lavagem 106 e do componente de recuperação 108 durante o primeiro modo e durante o segundo modo, é feita referência especifica às Figuras 3-10, as quais, são descritos mais abaixo.

Operação Normal

Tal como ilustrado nas Figuras 1, 3 e 4, a operação do sistema de limpeza de bi-solvente 100 é iniciada pelo inicio de recirculação e por aquecimento de porções do sistema de limpeza de bi-solvente para obter o parâmetro operacional desejado. Dentro da porção de limpeza 104, o primeiro solvente 112 é bombeado através do primeiro circuito de recirculação 114 de tal modo que primeiro permutador de calor 122 pode adicionar energia térmica ao primeiro solvente 112 e, consequentemente, aquecer o tanque de limpeza 110. Durante a operação, a limpeza do tanque 110 é mantida a uma temperatura geralmente constante, tal como, por exemplo, cerca de 70° C para Soyclear 1500. Será entendido por um perito na técnica que a limpeza do tanque 110 e o primeiro circuito de recirculação 114 podem incluir sensores adequados, medidores e alarmes tais que as temperaturas adequadas, as taxas de fluxo, as pressões, e outras variáveis de processo podem ser monitorizadas e mantidas durante a limpeza.

No arranque inicial da operação do sistema de limpeza de bi-solvente 100, o tanque de lavagem 124 e o tanque de recuperação 136 cada um contém o segundo solvente 126, conforme ilustrado na Figura 3. O aquecedor de recuperação 138 é ativado para aquecer o tanque de recuperação 136 até ao ponto de ebulição do segundo solvente 126, ou a 61° C, no caso de HFE-7200. Ao mesmo tempo, a serpentina de condensação 139 é operada a cerca de 5° C, de modo que o cobertor de vapor 144 que compreende vapores do segundo solvente 126 é formado diretamente sobre o tanque de lavagem 124 e o tanque de recuperação 136. A bobina de condensação 139 faz com que os vapores do segundo solvente 126 condensem de tal modo que um destilado puro de segundo solvente 126 flui continuamente para baixo escorrendo das paredes e para dentro do tanque de lavagem 124. À medida que o segundo solvente de destilado puro 126 flui para o tanque de lavagem 124, o nivel do segundo solvente 126 no interior do tanque de lavagem 124 sobe até atingir o nivel de transbordamento do açude 142, em que o segundo solvente 126 cai para dentro do tanque de recuperação 136. Durante a operação normal, as válvulas 131a, 131c estão abertas enquanto as válvulas 131b, 131d estão fechadas de tal forma que a segunda bomba de recirculação 132 bombeia o conteúdo do tanque de lavagem 124 através do segundo sistema de filtro 130 para filtrar e remover quaisquer partículas dentro do tanque de lavagem 124. Através da adição continua do destilado do segundo solvente 126 e da adição de energia de bomba da bomba de recirculação 132, a temperatura do tanque de lavagem 124 permanece em cerca de 51° C.

Em um modo de limpeza e lavagem normal conforme ilustrado na Figura 1, o componente de precisão é colocado dentro do tanque de limpeza 110, por exemplo, colocando o componente de precisão no cesto 143. O cesto 143 está submerso dentro do primeiro solvente 112 de modo que qualquer matéria em partículas, sujidade, óleos, gorduras e outros contaminantes pode ser removida a partir do componente de precisão e suspensa no interior do primeiro solvente 112. Como carrinho 143 e, consequentemente, o componente de precisão está submerso dentro do primeiro solvente 112, o transdutor de ultrassons 116 pode induzir a cavitação dentro do primeiro solvente 112 de modo a promover ainda mais a remoção de contaminantes do componente de precisão. Quando o cesto 143 é utilizado como uma parte de um sistema de tratamento automatizado, o cesto 143 pode ser oscilado continuamente de uma forma para cima/para baixo e/ou de lado para lado de modo a ajudar ainda mais na remoção de contaminantes a partir do componente de precisão. 0 primeiro solvente 112 é continuamente recirculado através do primeiro circuito de recirculação 114 em que quaisquer partículas em suspensão introduzidas pelos componentes de precisão podem ser removidas a partir do primeiro solvente 112 utilizando o primeiro sistema de filtro 118.

Após o componente de precisão ter sido limpo de partículas no tanque de limpeza 110, o componente de precisão é transferido para o tanque de lavagem 124 usando o cesto 143. Quando colocado no tanque de lavagem 124, pequenas quantidades do primeiro solvente 112 podem permanecer no componente de precisão. O segundo solvente 126 lava quaisquer partículas remanescentes e dissolve o primeiro solvente 112 a partir do componente de precisão. Esta lavagem pode ser ainda encorajada no interior do tanque de lavagem 124 através da utilização de transdutores de ultrassons 116 para introduzir a cavitação no interior do tanque de lavagem 124. Além disso, o cesto 143 pode ser oscilado para cima/para baixo e/ou lado-para-lado para promover ainda mais a remoção de contaminantes a partir do componente de precisão. Após a limpeza, o cesto 143 é removido do tanque de lavagem 124, em que o cobertor de vapor 144 seca o componente de precisão de forma a que não inclui nenhum filme ou residuo. 0 componente de precisão é então preparado para posterior processamento ou utilização.

Dentro do tanque de lavagem 124, o nivel do segundo solvente 126 mantém-se num nivel de estado estacionário de tal modo que não há excesso constante ao longo do açude de transbordamento 142 e para dentro do tanque de recuperação 136. Como os componentes de precisão são lavados no tanque de lavagem 124, o segundo solvente 126 é continuamente contaminado por quantidades dissolvidas do primeiro solvente 112, bem como quaisquer outros contaminantes presentes no componente de precisão. Como tal, o transbordar para o tanque de recuperação 136 introduz uma mistura de solvente 146 do primeiro solvente 112, do segundo solvente 126 e quaisquer outros contaminantes para o interior do tanque de recuperação 136, tal como ilustrado na Figura 4. À medida que o primeiro solvente 112 é escolhido para ter um ponto de ebulição mais elevado, de preferência, muito mais elevado, do que o segundo solvente 126, o segundo solvente 126 continua a ser fervido para fora da mistura de solvente 146 que, ao longo do tempo, faz com que a quantidade do primeiro solvente 112 acumule e aumente dentro do tanque de recuperação 136. Eventualmente, a concentração do primeiro solvente 112 no interior do tanque de recuperação 136 aumenta até ao ponto em que o ponto de ebulição da mistura de solvente 146 é levado a aumentar, eventualmente atingindo um ponto em que a separação da mistura de solventes 146 se torna necessária.

Separação e Operação de Eliminação

Uma eliminação do solvente e o modo de recuperação para o sistema de bi-solvente de limpeza 100 está ilustrado nas Figuras 2 e 5-10. Como ilustrado na Figura 4, a operação continuada do sistema de limpeza de bi-solvente 100 vai eventualmente levar à concentração de primeiro solvente 112 no interior do tanque de recuperação 136 atingindo um nivel inaceitável, tal como evidenciado por um aumento no ponto de ebulição da mistura de solvente 146 tal como, por exemplo, um aumento de 10° C ou mais. A separação da mistura de solvente 146 (incluindo quaisquer contaminantes dissolvidos) é realizada por arrefecimento da temperatura da mistura de solventes 146 no interior do tanque de recuperação 136 até 50° C, de modo a que dois niveis de liquidos diferentes sejam formados, uma primeira porção de solvente 148 compreendendo o primeiro solvente 112 (incluindo qualquer contaminação de sujidade) e uma segunda porção de solvente 150 compreendendo o segundo solvente 126. A primeira porção de solvente 148 e a segunda porção de solvente 150 são geralmente visualmente percetíveis a olho nu. O arrefecimento dentro do tanque de recuperação 136 é realizado através do desligamento do aquecedor de recuperação 138, desligando a bobina do condensador 139 de tal modo que o cobertor de vapor 144 colapse e recirculando o liquido no interior do tanque de recuperação 136 através do circuito de recuperação 128, abrindo as válvulas 131b, 131d ao mesmo tempo que fecha as válvulas 131a, 131c de tal modo que o liquido pode ser arrefecido pelo segundo permutador de calor 134. À medida que a mistura de solvente 146 arrefece, o segundo solvente 126 já não é fervido para fora da mistura de solvente 146 de modo a que um destilado puro do segundo solvente 126 para de condensar na serpentina de condensador 139 e já não enche o tanque de lavagem 124 de modo a que o nivel de segundo solvente 126 dentro do tanque de lavagem 124 cai para o nivel de transbordamento do açude 142 e já não cai em cascata para dentro do tanque de recuperação 136, conforme ilustrado nas

Figuras 4, 5 e 6. Será entendido por um perito na arte que o tanque de lavagem 124, o tanque de recuperação 136 e o circuito de recuperação 128 pode incluir sensores adequados, medidores e alarmes de tal forma que as temperaturas, as taxas de fluxo, as pressões e outras variáveis do processo adequadas podem ser monitorizadas e mantidas durante a limpeza. À medida que o tanque de recuperação é arrefecido a 50° C, a mistura de solvente 146 é separada em primeira porção de solvente 148 e segunda porção de solvente 150, conforme ilustrado na Figura 7.

Uma vez que a primeira porção de solventes 148 e a segunda porções de solvente 150 tiveram sido formadas, as válvulas 131b, 131c são abertas, enquanto as válvulas 131a, 131d são fechadas de tal modo que o segundo solvente 12 6 dentro do tanque de lavagem 124 pode ser bombeada para dentro do tanque de recuperação 136 de modo a que quantidade da segunda porção de solventes 150 aumenta. À medida que a segunda porção de solventes 150 aumenta, a primeira porção de solvente 148 sobe até atingir um açude de recuperação de transbordo 152, em que a primeira porção de solvente 148, que compreende o primeiro solvente 112 e qualquer contaminação de sujidade, transborda para o interior do tanque de residuos 140 conforme ilustrado na Figura 8. De preferência, o tanque de recuperação 136 compreende uma porta de visualização 154 posicionada em relação ao açude de recuperação de transbordo 152 de tal modo que um operador pode visualizar a primeira porção de solvente 148 à medida que transborda do açude de recuperação de transbordo 152. À medida que o nivel do segundo solvente 126 no interior do tanque de recuperação 136 aumenta, a segunda porção de solvente 150 eventualmente aproxima-se do nivel do açude de recuperação de transbordo 152, tal como ilustrado na Figura 9. Neste ponto, a maior parte da primeira porção de solvente 148 foi dirigida para o tanque de resíduos 140 de tal modo que as válvulas 131a, 131b, 131c e 131d são colocadas em posição para a operação normal e os componentes restantes podem assumir o estado de funcionamento normal, tal como ilustrado na Figura 10. Alternativamente, o transbordo da primeira porção de solvente 148 pode ser automatizado através da instalação de um sensor ótico adequado como, por exemplo, um olho foto ou câmara para distinguir visualmente entre a primeira porção de solvente 148 e a segunda porção de solvente 150.

Para a operação bem sucedida do sistema de limpeza bi-solvente 100, não é necessário que todo o primeiro solvente 112 seja removido do tanque de recuperação 136, mas apenas que o ponto de ebulição da mistura de solvente 14 6 seja reduzido de modo a aproximar-se do ponto de ebulição do segundo solvente 126. O primeiro solvente 112 (incluindo quaisquer partículas dissolvidas e contaminantes) dentro do tanque de resíduos 140 pode ser reciclado, recuperado ou eliminado, conforme apropriado. De preferência, o primeiro solvente é um solvente 112 isento de VOC de tal modo que pode ser incinerado ou utilizado como uma fonte de corrente de combustível. Como descrito, o sistema de limpeza de bi-solvente 100 pode ser especialmente vantajoso em termos económicos, quando o preço unitário do segundo solvente 126 for maior do que o preço unitário do primeiro solvente 112.

Entende-se que a presente invenção não se destina a ser indevidamente limitada pelas formas de realização ilustrativas e exemplos apresentados neste documento e que essas formas de realização e exemplos são apresentados apenas a título de exemplo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Um método para a limpeza de um componente de precisão compreendendo: a limpeza de um componente de precisão pelo posicionamento do componente de precisão dentro de um tanque de limpeza (110) preenchido com um primeiro solvente (112) para a remoção de contaminantes a partir do componente de precisão; a lavagem do componente de precisão num tanque de lavagem (124) preenchido com um segundo solvente (126) em que quaisquer quantidades restantes do primeiro solvente no componente de precisão são removidas pelo segundo solvente resultante de modo a formar uma mistura de solvente; e a separação da mistura de solvente numa primeira porção de solvente e numa segunda porção de solvente em um tanque de recuperação (136) por arrefecimento da mistura de solvente de tal modo que a primeira porção de solvente reside na parte superior da segunda porção de solvente, sendo as referidas primeira porção de solvente e segunda porção de solvente visualmente distinguíveis a olho nu, e em que a primeira porção de solvente pode ser removida do tanque de recuperação.

2. O método da reivindicação 1, em que a remoção da primeira porção do solvente a partir do tanque de recuperação compreende bombear mistura de solvente a partir do tanque de lavagem para o tanque de recuperação de tal modo que a primeira porção de solvente atinge um açude de recuperação e transborda para um tanque de eliminação.

3. O método da reivindicação 2, em que o bombeamento da mistura de solvente a partir do tanque de lavagem é completado quando a segunda porção de solvente se aproxima do açude de recuperação.

4. 0 método da reivindicação 2 compreendendo ainda: a eliminação da primeira porção de solvente no tanque de eliminação.

5. 0 método da reivindicação 1, em que a separação da mistura de solvente se torna necessária quando o ponto de ebulição da mistura de solvente no tanque de recuperação excede o ponto de ebulição do segundo solvente em pelo menos 10° C.

6. O método da reivindicação 1, em que a limpeza do componente de precisão inclui induzir a cavitação dentro do primeiro solvente.

7. O método da reivindicação 1, em que a limpeza do componente de precisão inclui a oscilação do componente de precisão dentro do primeiro solvente.

8. O método da reivindicação 1, em que a lavagem do componente de precisão inclui induzir a cavitação com a mistura de solvente.

9. O método da reivindicação 1, em que a lavagem do componente de precisão inclui a oscilação do componente de precisão dentro da mistura de solventes.

10. Um sistema de limpeza de bi-solvente (100) para a remoção de contaminantes a partir de componentes de precisão, que compreende: uma porção de limpeza que tem um tanque de limpeza (110) para a retenção de um primeiro solvente (112); uma porção de lavagem tendo um tanque de lavagem (124) para a retenção de um segundo solvente (126), o segundo solvente tendo um segundo ponto de ebulição de solvente de, pelo menos, cerca de 10° C abaixo do primeiro solvente, o segundo solvente dissolvendo qualquer primeiro solvente restante em um componente de precisão a partir do tanque de limpeza, o tanque de lavagem incluindo ainda um tubo de condensação acima do segundo solvente; e uma porção de recuperação de solvente que tem um tanque de recuperação (136) para a retenção de uma mistura de solvente do primeiro solvente e do segundo solvente, o tanque de recuperação separado do tanque de lavagem por um açude de transbordo, o tanque de recuperação incluindo adicionalmente uma fonte de calor (138) e uma fonte de arrefecimento (134), em que a fonte de calor cria um segundo cobertor de vapor de solvente partilhado acima do tanque de lavagem e do tanque de recuperação de modo a que um destilado puro do segundo solvente condensa na serpentina de condensação e flui para dentro do tanque de lavagem de modo a que o nível do segundo solvente sobe até cair em cascata sobre o açude de transbordo e para dentro do tanque de recuperação, em que a concentração do primeiro solvente no tanque de recuperação aumenta ao longo do tempo, fazendo com que o ponto de ebulição da mistura de solvente exceda o ponto de ebulição do segundo solvente em, pelo menos, cerca de 10° C, de modo a que a mistura de solvente exija a separação, e em que a fonte de arrefecimento arrefece a mistura solvente no tanque de recuperação para formar uma primeira porção de solvente e uma segunda porção de solvente que são, cada uma, visualmente distinguíveis a olho nu de tal modo que a primeira porção do solvente é removida do tanque de recuperação.

11. O sistema de limpeza de bi-solvente da reivindicação 10, em que a porção de recuperação de solvente compreende um tanque de eliminação separado do tanque de recuperação por um açude de recuperação de transbordo, a primeira porção de solvente fluindo sobre o açude de recuperação de transbordo e para dentro do tanque de eliminação.

12. 0 sistema de limpeza de bi-solvente da reivindicação 10, em que pelo menos um de entre o primeiro solvente e o segundo solvente compreende um solvente isento de VOC.

13. O sistema de limpeza de bi-solvente de acordo com a reivindicação 12, em que o primeiro solvente compreende um solvente à base de soja.

14. O sistema de limpeza de bi-solvente da reivindicação 10, que compreende ainda um cesto para a transferência de componentes de precisão do tanque de limpeza para o tanque de lavagem.

15. O sistema de limpeza de bi-solvente da reivindicação 10, em que o tanque de limpeza compreende pelo menos um transdutor de ultrassons para a criação de cavitação dentro do primeiro solvente.

16. O sistema de limpeza de bi-solvente da reivindicação 10, em que o tanque de lavagem compreende pelo menos um transdutor de ultrassons para a criação de cavitação dentro da mistura de solvente.

17. O sistema de limpeza de bi-solvente da reivindicação 10, em que a porção de limpeza compreende um circuito de recirculação de limpeza tendo uma bomba de limpeza, um filtro de limpeza e um aquecedor de limpeza, a bomba de limpeza fazendo a recirculação do primeiro solvente através do filtro de limpeza para remover a matéria em partículas e a bomba de limpeza recirculando o primeiro solvente através do aquecedor de limpeza para aquecer o primeiro solvente.

18. 0 sistema de limpeza de bi-solvente da reivindicação 10, em que a porção de lavagem compreende um circuito de recirculação de lavagem tendo uma bomba de lavagem e um filtro de lavagem, a bomba de lavagem fazendo a recirculação da mistura de solvente através do filtro de lavagem para remover o material particulado.

19. O sistema de limpeza de bi-solvente da reivindicação 18, em que o circuito de recirculação de lavagem está ligado de modo fluido ao tanque de recuperação, e em que a bomba de lavagem bombeia a mistura de solvente através da fonte de arrefecimento para separar a mistura de solvente na primeira porção de solvente e na segunda porção de solvente.

20. O sistema de limpeza de bi-solvente de acordo com a reivindicação 10, em que o tanque de recuperação inclui uma janela de visualização para permitir que um olho nu veja a primeira porção de solvente à medida que esta é removida do tanque de recuperação.