WO2006042663A1 - Verfahren zur auslegung einer reinigungsanlage - Google Patents

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WO2006042663A1
WO2006042663A1 PCT/EP2005/010916 EP2005010916W WO2006042663A1 WO 2006042663 A1 WO2006042663 A1 WO 2006042663A1 EP 2005010916 W EP2005010916 W EP 2005010916W WO 2006042663 A1 WO2006042663 A1 WO 2006042663A1
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WO
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cleaning
substance
calculated
kat
cleaning process
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/010916
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Joachim Speck
Oliver Tiedje
Original Assignee
Daimlerchrysler Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimlerchrysler Ag filed Critical Daimlerchrysler Ag
Priority to EP05796800A priority Critical patent/EP1799367A1/de
Publication of WO2006042663A1 publication Critical patent/WO2006042663A1/de

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G3/00—Apparatus for cleaning or pickling metallic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/14—Removing waste, e.g. labels, from cleaning liquid; Regenerating cleaning liquids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B5/00—Cleaning by methods involving the use of air flow or gas flow

Definitions

  • the invention relates to a method for predicting the contamination of a cleaning agent by a substance.
  • the cleaning agent is used in a cleaning system to clean objects from the substance and is thereby contaminated by the substance.
  • Such cleaning systems are used for example in the production of motor vehicles to clean bodies before painting metallic particles or oil.
  • the cleaning system comprises a filter system which reduces the amount of substance in the cleaning agent
  • the cleaning system comprises four cascaded chambers, into which one cleaning workpiece is immersed successively. Each time a workpiece is submerged, contaminant matter is introduced into the respective chamber and contaminated cleaning agent is "dragged" with the workpiece from one chamber to a subsequent chamber. *** Contrary to the direction of transport of the workpiece, cleaning agent is conveyed from a chamber to a previous chamber.
  • DE 20003158 U1 discloses a computer program product and a computer system in order to combine a filter device made from a plurality of components and / or elements.
  • the computer program product and the computer system selectively assist a user in selecting and composing the components of the filter device.
  • the user selects the application area as well as an embodiment of the filter device to be designed.
  • the Aixs Operations- types include z. B. housing designs and type of Filtrati ⁇ onsmodule and the filtration rate, Filtrationsgeschwin ⁇ speed and the type of ventilation for a housing of the Filterein ⁇ direction.
  • the user will be offered only those choices that are consistent with his previously made specifications.
  • the constituents which come into consideration are stored together with their attributes in an electronic catalog.
  • A-attributes include technical specifications, eg. B. Fufl ⁇ ßraten, filtration rates, filterable media, geometric Ein ⁇ restrictions, z. B. connection type or pipe diameter, and Zu ⁇ order of the component to a Marinfami1ie. It is automatically checked whether selected components are compatible with each other, whether z. B. the pipe diameter and types of connection of connected components match each other. Which components are adjacent to each other, z. For example, stored in a correspondence table.
  • a method for simulating the flow of a medium in a room and thereby determining a physical field size in space is known.
  • the medium is z.
  • Geometries of inlets and outlets are specified, by means of which the medium enters or exits the room. From this, flow profiles of the outlets are calculated by simulation and thereby z.
  • B. calculates the speed and direction of the moving medium be ⁇ calculated.
  • DE 4421245 A1 discloses a device which simulates the monitoring of a technical system, eg. B. the ei ⁇ nes power plant with control technology.
  • the simulation device simulates the operation with a program-based simulation block, which simulates simulation input data z.
  • B. read from the An ⁇ situation, generated from it by means of rules symptoms and derived from these symptoms diagnoses on the condition of the system and outputs on a user interface.
  • the symptoms describe z. B. Exceeding specified limits of the power plant. The reading in and the outputting can preferably be specified in terms of time.
  • the invention has for its object to provide a method for predicting the contamination of a cleaning agent by a substance, wherein the cleaning agent is used in a cleaning system and in the stars ⁇ plant with the aid of the cleaning agent, a sequence of Rei ⁇ nistsvor Cyprusn is performed.
  • This polluting substance may be gaseous or liquid or powdery or z. B. consist of grains of a solid substance.
  • the cleaning agent may be a liquid, for. As water, a gas, for. As compressed air, or a powdery agent, z. B. on the objects radiated sand.
  • a sequence of at least two cleaning operations is performed.
  • at least one object contaminated with the substance is cleaned with the aid of the cleaning agent.
  • the article is at least partially cleaned of the substance and the cleaning agent is contaminated by the substance.
  • the cleaning system comprises a filter system. This filter system at least partially removes the substance from the cleaning agent and lowers the proportion of the substance in the cleaning agent.
  • a measure of the initial amount of the substance which is in the cleaning agent before the start of the first cleaning process is predetermined or determined. For each cleaning process of the sequence, a measure of the total amount of the substance which is present in the cleaning agent after completion of the cleaning process is calculated one after the other. In this case, for each cleaning process of the Abf ⁇ olge the total amount the substance which in the course of the cleaning process - from the object cleaned in the cleaning process into the cleaning agent, calculates. This calculated value functions as a substance-inflow amount. Furthermore, the total amount of the substance which filters out the filter system during the cleaning process from the cleaning agent, be ⁇ calculated. This calculated value acts as a substance-effluent amount.
  • the calculated total amount of the substance which is the cleaning agent after the end of the respective cleaning operation is calculated.
  • the total amount of the substance for example, the total mass or the total volume of this substance is used in the detergent. If the substance consists of particles of a solid substance, the number of these particles in the fluid can also be used as a measure of the total amount of substance.
  • the method makes it possible to predict the contamination of the cleaning agent without carrying out the cleaning operations. Therefore, the method makes it possible to early predict the contamination of the cleaning system, which is caused by the cleaning operations, and z. B. Compare the predicted pollution with a predetermined limit.
  • the method can be used to design a cleaning system. It is used once in each case for a possible design of the cleaning system, and the possible design is assessed on the basis of the calculated prediction for the pollution.
  • the filter system operates in such a way that dirty cleaning agent is supplied to it, the filter system filters out substance from this supplied cleaning agent and cleaned cleaning agent is reused in subsequent cleaning operations.
  • the degree of effectiveness of the filter system is indicated by a degree of separation valid for all cleaning operations. This degree of separation is the quotient of the total amount of the filtered from the filter system from the supplied detergent substance and the total amount of the substance, which is fed to the filter system (F) with the supplied detergent (20).
  • the cleaning system comprises a container connected to the filter system for receiving the cleaning agent during the cleaning operations. This container may consist of several interconnected sub-containers. At any point in time, the total amount of cleaning agent outside this container is negligible compared to the total amount of cleaning agent in the container.
  • the embodiment provides for the total amount of the substance to be calculated after each cleaning process, which total amount of the substance is in the container after the cleaning process - more precisely, in the detergent contained in the container.
  • the substance outside the container is neglected in one embodiment. In another embodiment, it is calculated as a function of the volume of the fluid outside the container.
  • FIG. 1 shows a block diagram for an exemplary cleaning plant with a dip tank
  • FIG. 2 shows a block diagram for an exemplary filter system
  • Fig. 3. a calculated distribution of the particle diameter in the dip tank at a time
  • 4 shows a calculated temporal development of the particle concentration in the dip tank
  • 5 shows a block diagram for a cleaning system with a dip tank and a post-treatment tank
  • FIG. 6 is a block diagram of the cleaning system of FIG. 5 with an additional filter
  • FIG. 7 shows a block diagram for a cleaning system with a dip tank and two aftertreatment tanks.
  • the method is used for designing a cleaning system with at least one immersion basin.
  • the cleaning system is used in the series production of bodies of automobiles in order to clean the bodies before painting particles
  • metallic particles remain from previous machining operations, for example from welding, grinding, machining or deburring, on the surfaces of the bodies,
  • packaging materials or cleaning cloths can contain fiber particles The surface may furthermore be contaminated with dust Before painting the bodies, all particles are removed in the cleaning system in order to avoid painting defects.
  • the cleaning system includes one or more plunge pools as well as preferably one filtration system per dip tank.
  • each dip tank is as a cleaning agent a liquid keit ⁇ which dissolves the particles, for.
  • a liquid keit ⁇ which dissolves the particles, for.
  • the bodies successively pass through the basins of the cleaning installation.
  • Each series of tanks passes through the basins in succession, the sequence in which a body passes through the basins being preferably always the same.
  • Each plunge pool is connected to a filtration system that receives contaminated liquid from the plunge pool. Purified liquid is returned to the dip tank by the filter system.
  • the cleaning system includes immersion tank.
  • the method can be applied in the same way for the design of a cleaning system with splash tank.
  • the Karos ⁇ series are sprayed with the liquid, and the Sjoritzbe- catch the liquid that is contaminated with detached particles on.
  • Fig. 1 shows a block diagram of such an exemplary cleaning system.
  • the purification plant consists of a single dip tank 1 and a film dye system F, which form a circuit together with the connecting lines.
  • a cleaning liquid 20 In the dip tank 1 and the Vietnameseslei ⁇ lines and the filter system F is a cleaning liquid 20, z. B. water.
  • a stream of liquid 20 within this cycle is represented by a simple arrow, an inflow or outflow with a block arrow.
  • each body 2 remains for a while in the dip tank IL and is then removed from the dip tank 1 again.
  • a body 2 remains a while in the dip tank IL, a certain amount of particles that were previously stapled to a body 2, detached from the body 2 and the liquid 20 in the immersion cover 1, respectively. This inflow of particles is denoted by S9 in FIG.
  • an initial current is Sl of liquid-ness 20 with negligible concentration of Par tipped the dip tank 1, z. B. frisclie liquid or liquid from a subsequent and not shown in Fig. 1 dip tank, which is so well cleaned that their particle concentration is negligible.
  • a stream S3 of liquid 20 is discharged from the dip tank 1 and fed to a filter system F.
  • this filter system F part of the particles from the stream S3 are filtered out, and the liquid 20 purified in this way is returned to the dip tank 1.
  • the stoma of the filter system F is designated in FIG. 1 as current S4.
  • the filter system F removes coarse material in the form of heavily contaminated liquid 20 from the circulation. As a result, the filter system F takes in balance the dip tank 1 contaminated liquid. This stream of contaminated liquid 20 from the dip tank winrd in Fig. 1 and hereinafter referred to as S2.
  • the filter system F comprises three different filters F1, F2 and F3.
  • the filter Fl is preferably designed as a hydrocyclone which separates supplied liquid 20 into prepurified liquid and filtered-out concentrate. The separation results from the different centrifugal force which exerts the rotation of the hydrocyclone on particles and on clean liquid.
  • the filtrate of Fl, that is the Nippo liquid is fed back to the dip tank 1, which is referred to in Fig. 2 as a current Sl_4.
  • the coarse material of F2, that is the concentrate filtered out by Fl is supplied in a stream Sl_2 to a filter F2, which is designed as a pressure band filter.
  • the filter F2 separates the coarse material filtered out from the filter F1 in a stream S5 with coarse material, which is withdrawn from the circuit, and a further quantity of pre-cleaned liquid, which is supplied to a filter F3 in a stream S2_3.
  • the filter F3 is designed in this embodiment as a bag filter.
  • the filter F3 separates the liquid supplied to it into a stream S3_4 of purified liquid, which is fed back to the dip tank 1, and a stream S6 of coarse material, which is also withdrawn from the circulation.
  • the two streams S5 and S6 in FIG. 2 thus correspond to the stream S2 of coarse material; in Fig. 1.
  • the two streams Sl_4 and S3_4 are combined to stream S4 and fed back to the dip tank 1.
  • filters are constructed, z. B. in "Dubbel - handkerchief for mechanical engineering", 20th edition, Springer-Verlag, 20 oil, N7 - N8 described.
  • the particles detached from the bodies 2 have different maximum diameters.
  • a maximum possible particle diameter d_max is specified.
  • M limits O ⁇ d_l ⁇ d_2 ⁇ d_3 ⁇ ... ⁇ d_M d_max for particle diameter measurement.
  • d_l 10 ⁇ 6 m
  • These M boundaries define M categories Kat_ZL, Kat_2, ..., Kat_M of particles.
  • the category Kat_l includes all particles whose diameter is less than or equal to d_l.
  • d_0 0.
  • the method calculates the time evolution of Ml (fc, Kat j).
  • Ml (t) is the total mass of all particles (no matter which Ka ⁇ category) referred to, which are at the time t in the liquid keit ⁇ 20 in Tauchbeclken 1.
  • one body 2 is successively immersed in the dip tank 1 one after the other, remains there for a certain period of time, and is lifted out of the dew tank I and removed therefrom.
  • Let t 0 be the start of the prediction period, and let t_l, t_2,... Be the successive times at which a respective chess series 2 is taken from the taucuite basin 1.
  • the first Karos ⁇ centre 2 is so zi ⁇ m or dipped after the time t__0 in the plunge pool 1 and taken at or shortly after the time t_l this time again.
  • the second body 2 is so immersed in or at the time t_l in the dip tank 1 and zi ⁇ m time t_l taken this again, and so on.
  • the times t_0, t_l, t_2, ... act as prediction times.
  • Particles are released from the immersed body 2 and pass as stream S9 into the liquid 20 in the dip tank 1.
  • Vol_l (t) denotes the volume of the liquid 20 in the immersion tank at time t.
  • ⁇ Vol_l (t_i + l) Vol_l (t_i + l) - Vol_l (t_i) be the change of this volume in the period from t_i to t_i + l. It is assumed in this exemplary embodiment that the volume of the liquid 20 in the dip tank 1 changes so slowly that the volume is approximately the same throughout the entire period from t.sub.i to t.sub.i + 1
  • the filter system F is not able to filter out all particles from the liquid 20, but only a fraction of all particles. How large this proportion is depends on the diameter of the filter system F supplied particles. As a rule, the larger the diameter d, the larger the proportion.
  • the work of the filter system F is described by a degree of separation T_F. This depends on the particle diameter. It is assumed that the degree of separation is the same for all particles of a category.
  • M_Zufoodgut (Kat_j) denote the Gesarat mass of all particles of the category Kat_j, the Filtery ⁇ stems F zuge ⁇ leads, and M_Grobgut (Kat_j) the total mass of all particles of the category Kat_j, the filter system F from the Filter out feed.
  • the degree of separation T_F (Kat_j) indicates how many percent by mass of the particles of category Kat_j are filtered out.
  • the separation level T_F (Kat_j) is considered constant in one embodiment.
  • T_F (Kat_j) mg of these particles are filtered out and are located in the coarse material, which is withdrawn from circulation with the stream S2.
  • the non-filtered particles enter the stream S4 and with this stream S4 into the dip tank 1.
  • S4 are thus [1-T_F (Kat_j)] mg of non-filtered-out particles with a diameter between d_j-1 and cL_j.
  • ⁇ S3 (t_i + l) denotes the volume of the polluted liquid 20, which in the period from ti to t i + 1 is referred to as Stream S3 flows out of the dip tank 1.
  • ⁇ M3 (t_i + 1, Katr_j) denotes the total mass of the particles which belong to the category Kat_j and which flow out of the immersion basin 1 with the stream S3 in the period from t_i to t_i + 1.
  • the total mass of the particles in the trough 1, which belong to the category Kat_j is assumed to be approximately constant over the entire period from t_i to t_i + 1, it is preferably equal to [Ml (t_i + 1, Kat_j ) + Ml (t_i, Kat_j)] / 2.
  • the average concentration c (t, Kat_j) of the particles of the category Kat_j, which are in the dip tank 1 in the period from t_i to t_i- + l, is therefore approximately
  • the particles have a higher density than the liquid 20.
  • the AbfZLuß to the filter system F is mounted below in the dip tank 1.
  • T_F T_F (Kat_j) denotes the degree of separation of the filter system F introduced above.
  • T_F (Kat_j) is the fraction of the category Kat_j filtered out from the filter system F, which is related to the mass, on all particles of the category Kat_j fed to the filter system F.
  • the degree of separation T_F (Kat_j) generally varies from category to category. rie. In one embodiment, T_F (Kat_j) is assumed to be constant in time.
  • ⁇ M2 (t_i + l, Kat_j) denotes the total mass of all particles belonging to the category Kat_j and which are removed from circulation with the stream S2.
  • the current S2 of FIG. 1 corresponds to the currents S5 and S6 of FIG. 2. Due to the definition of the degree of separation applies
  • ⁇ M2 (t_i + 1, Kat_j) T_F (Kat_j) * ⁇ M3 (t_i + 1, Kat_j)
  • ⁇ M7 (t_i + 1, Kat_j) ⁇ (Kat j) > Ml (t_i + l t Kat_j) + Ml (t_i t K a t_j)
  • Vol_l (t_i + 1) Vol_l (t_i) + ⁇ Sl (t_i + l) - ⁇ S3 (t_i + l) - * - ⁇ S4 (t_i + l) - ⁇ S7 (t_i + l).
  • ⁇ S4 (t_i + 1) ⁇ S3 (t_i + l) - ⁇ S2 (t__i + l).
  • Initial conditions are determined or specified. This includes a value for Vol_l (t_0), that is, the initial volume of the liquid 20 in the dip tank 1.
  • the differential equation for the volume Vol_l (t) does not depend on the particle mass or the particle diameter. Preferably, therefore, the difference equation for the volume is first of all solved.
  • An alternative embodiment provides to generate a differential equation from the difference equation.
  • the objective difference equation is:
  • the total quantity M (t, Kat_j) of the particles of the category Kat_j, which are in the purification plant at time t, is accordingly
  • the total volume VoI (t) of the liquid 20 at time t in the cleaning plant is
  • VoI (t) Vol_l (t) + ⁇ / ol_2.
  • the reference body is immersed for about the same length of time in a previously particle-free liquid in the dip tank 1 and taken this again.
  • the particles are carefully filtered out of the liquid which is polluted by the reference body.
  • the total mass ⁇ M9 of the filtered-out particles is measured by weighing, the particles are separated with respect to their different diameters, and the mass-related proportion of the particles belonging to the category Kat_j is determined.
  • a random sample is taken from the filtered-out particles, and it is determined in each case how many particles belong in which category and what these weigh in total. Thereby, a reference entry " ⁇ M9 (Kat_j) is determined for each category.”
  • ⁇ M9 (Kat_j) is determined for each category.
  • the inflow S1 of unpolluted liquid 20 and the outflow S2 of polluted liquid 20 are specifically regulated in order to keep the volume Vol_1 of the liquid 20 in the dip tank 1 within predetermined limits. This prevents ei ⁇ neminte that the dip tank 1 overflows, and on the other hand ensure that a body 2 is completely immersed in the liquid 20 in the dip tank 1.
  • the volumetric flow rate S1 remains constant per unit of time, so that ⁇ S1 (t_i + 1) is equal to ⁇ S1 * (t_i + 1 -t_i), where ⁇ S1 is the constant volumetric flow rate per unit of time, e.g. In the unit of measure [l / min].
  • the inflow S3 from the immersion tank 1 into the filter system F is also regulated, so that the required values for solving the difference equation are known.
  • the degree of separation T_F (Kat_j) of the filter system F is also preferably determined by tests. For this ver ⁇ different reference amounts of particles are used. The diameters of the particles of a quantity fall into the same category Kat_j, and it is measured which proportion of the particles of the reference quantity filters out the filter system F in each case.
  • a preferred embodiment consists of separately measuring the degrees of separation of the individual filters and the degree of separation of the filter system F due to the individual degrees of separation and the connection of the filters to the filter system F. to calculate. This will be explained below using the example of FIG. 2.
  • T_Fl Kat_j
  • T_F2 Kat_j
  • T_F3 Kat_j
  • the degree of separation T_F (Kat_j) of the filter system F depends on the degrees of separation of the individual filters F1, F2 and F3, as described below:
  • ⁇ M1_2 (t_i + 1, Kat_j) T_F1 (Kat_j) * ⁇ M3 (t_i + 1, Kat_j) and
  • ⁇ M5 (t_i + 1, Kat_j) T_F2 (Kat_j) * ⁇ M1_2 (t_i + 1, Kat_j) and
  • ⁇ M_Grobgut (Kat_j) T_F_x (Kat_j) * ⁇ M_Zufoodgu.t (Kat_j) and
  • Another embodiment makes it possible to take into account temporal changes in the degree of separation of a filter. These temporal changes result z. B., therefore, that a filter is stuffed ver ⁇ over time filtered by coarse material and therefore cleaned at regular intervals.
  • the separation degree s a filter F_X in the period from t_i to t_i + l each approximation ⁇ s- example remains constant.
  • T_F_x (t_i + 1, Kat_j) be the separation magnitude d of a filter F_x in the period from t_i to t_i + 1.
  • T_F_x (t_l0 * j, Kat_j) T_F_x (t_0, Kat_j)
  • the deterioration, which causes the contamination of the filter is, for. B. by a factor ⁇ ⁇ 1 taken into account.
  • This factor ⁇ ⁇ (Kat_j) preferably depends on the category Kat_j.
  • T_F_x (t_i + 1, Kat_j) ⁇ (Kat_j) * T_F_x (t__i, Kat_j).
  • ⁇ M3 (t_i + 1, Kat_j) ⁇ ( Ka t ⁇ M l CUHKatJHM l CU.KatJ ) i + 1)
  • Each of the two embodiments provides a way to compute an at-sequence of prediction values Ml (t_0, Kat_j), Ml (t_l, Kat_j), Ml (t_2, Kat_j), and so forth for a given category Kat_j. This calculation is preferably terminated when ⁇ M1 (t_i + 1, Kat_j) - ⁇ MIL (t_i, Kat_j) - or
  • the above method is performed for each category Kat_j.
  • the distribution of the particles with respect to their diameters is thereby approximately calculated, namely the measured values M1 (t_i, Kat_l), M1 (t_i, Kat_2), M1 (t_i, Kat_3) and so on.
  • FIG. 3 shows a calculated distribution of the particle diameter at the equilibrium time t_N.
  • the particle diameters are plotted in [10 ⁇ 6 m], the x-axis is scaled logarithmically.
  • the temporal evolution of the total mass of all particles in the liquid 20 in the dip tank 1 is additionally calculated.
  • ⁇ M9 (t_i) ⁇ M9 (t_i, Kat_j)
  • the temporal evolution of the particle concentration of a category Kat_j and the total particle concentration is additionally calculated. For each time t_i
  • Vol__l (t_i) is calculated.
  • the volume of the particles in the dip tank 1 is neglected compared to the volume of the cleaning liquid 20.
  • This quotient c (t_i, Kat_j) is the concentration of the particles belonging to the category Kat_j, at the time t_i in the dip tank 1.
  • FIG. 4 shows a calculated time-dependent development of the particle concentration in the liquid 20 in the dip tank 1.
  • the time is entered on the x-axis.
  • the times t_5, t_10, t 15, t_20 and t_25 are marked.
  • the particle concentration c (t_i) is plotted on the y-axis at the present time t_i, for example in [g / m 3 ].
  • Another embodiment provides, in addition, to calculate approximately how many particles of a category are located in the immersion basin 1 at a time t_i.
  • a measured or estimated mean particle density ⁇ is given as the mass per unit volume, eg. In [g / cm 3 ].
  • the particles are assumed to be approximately spherical.
  • a particle of the category Kat_j has a diameter d which lies between d_j-1 and d_j. His
  • the mass lies between - 3 * ⁇ * (V 2 )) 3 * ⁇ and - 3 * ⁇ * (V- 2 -)) 3 * ⁇ p, /
  • D_max can be selected smaller for future calculations.
  • VF_9 (d, type_k)
  • VF_9 the proportion of particles whose diameter is less than or equal to d, on the total mass of the particles, which pass in a rotatesvor ⁇ gang from a body type Typ_k with the stream S9 in the plunge pool 1, called. Then:
  • VF_9 (d_j, type_k) J] ⁇ M9 (Kat_j, type _k) s owi e
  • ⁇ M9 (Kat_j, type_k) VF_9 (d_j, type_k) - VF_9 (d_j_1, type_k)
  • the embodiment described below makes it possible to specify the values for ⁇ M9 (Kat_j, Type_k).
  • the under defenceli ⁇ diameter of particles that are registered with the bodywork 2 in the plunge pool 1, are statistically be ⁇ written.
  • One type of description is the description of the diameter distribution of the particles brought about by a statistical distribution function VF_9.
  • the distribution function VF_9 and the density function f_9 depend on each other as follows: d
  • the distribution function VF_9 is, for example, a normal distribution or an ILogarithmic normal distribution over d. In the case of the normalve grant, the distribution function VF_9 has a density function f_9
  • the density function has the following text: [ln (d) -ln (d 50 )] 2
  • the parameter d 50 in the density function f_9 is a mean particle diameter: half the mass of all particles comes from particles with a diameter less than or equal to d 50 , the remaining half from particles with a diameter greater than d 50 .
  • a reference cleaning operation is carried out, and the distribution of the particle diameter based on the mass is measured.
  • the two unknown parameters d 5o (type_k) and ⁇ 2 (type_k) are approximately calculated. It is also possible to carry out a statistical test as to whether the assumption of the logarithmic normal distribution is correct, eg. For example, a chi-square fit test.
  • a filter Fx for particles has an efficiency, which is generally greater, the larger the particle diameter. is a knife. This efficiency is preferably described as the degree of separation.
  • the degree of separation T_Fx T_Fx (Kat_j) depends on the category Kat_j of the particles and is defined as a quotient
  • VF_ feed material (d) is the proportion of the particles with a diameter smaller or equal to the total mass of all particles in feed material, based on di_e mass.
  • VF_Grobgut (d) is the one on the earth; referred proportion of particles with a diameter less than or equal to d in the total mass of all particles in the coarse material.
  • M_Grobgut is the total mass of all particles in the coarse cfut, with M_Zufoodgut the total mass of all PartikeL in the feed.
  • the total mass M_Grobgut (0, d) of all particles in the coarse material with a diameter smaller than or equal to d is equal to d
  • M_Grobgut * f_Grobgut (d). Accordingly: M_Zufoodgut (d) M_Zuzhougut * f_Zufoodgut (d) Accordingly is M _ coarse material (d) M _ coarse material * f _ coarse material (d)
  • f_Grobgut ( ⁇ ) can therefore be replaced by a f_Grobgut (d_x) with a d_x between d_j-l and d_j.
  • f_Zufoodgut ( ⁇ ) Then follows:
  • the degree of separation T_Fx (d) of a filter Fx is also treated by means of a logarithmic normal distribution.
  • the factor A is chosen such that:
  • the process is carried out with a conventional data processing plant, eg. B. with a PC odex a workstation.
  • This data processing system includes input devices, output devices and a computing unit.
  • the output devices preferably include a screen and a printer.
  • the Computing unit generates an interactive graphical user interface on the screen.
  • a user uses the graphical user interface to create a block diagram of the cleaning system. To do this, he selects graphic symbols from an electronic library and places them on the screen. This library contains symbols for filters, bodywork, plunge pools and spray basins, as well as for drainage pipes and for tributaries and drains. For example, a user describes a cleaning system with the dip tank 1, the three filters of the filter system F shown in FIG. 2 and the connecting lines between the dip tank 1 and the filters F1, F2 and F3 shown in FIGS. 1 and 2.
  • Each symbol has its own data object in the sense of the object-oriented programming.
  • Each data object belongs to an object type.
  • object type For example, there are object types for filters, body, plunge pool and spray basins, as well as connecting lines.
  • Each object type has certain attributes. It is possible for the object type filter to encompass different sub-object types for the different filter types and, corresponding to the object type body, to include different sub-object types for the different types of checkseries.
  • the difference equations are automatically generated from the block diagram and the typed data objects. For this purpose, stored relationships are evaluated. In particular, the relationship described above is stored for the object type filter
  • ⁇ M_Grobgut (d) T_Fx (d) * ⁇ M_Zufoodgut (d) and
  • ⁇ M_filtrate (d) [1 - T_Fx (d)] * ⁇ M_feed (d).
  • the user sets the values for the attributes of the data objects. For this purpose, he clicks on the symbol for the corresponding data ob- For example, he / she sets the initial volume Vol_l (t_0) of the liquid 20 in the dip tank 1. Furthermore, he / she specifies the entry ⁇ M9 (t) on particles which are introduced into the dip tank 1 by immersing the body 2. Preferably, ⁇ M9 (t> depends only on the type of bodywork, but not on the time t.
  • he / she gives the distribution VF_9 (d) of the particle diameters of a body 2 during immersion in the immersion basin 1
  • the user predicts the degrees of separation of the filters, that is to say the three degrees of separation T_F1 (d), T_F2 (d) and T__F3 (d) in the example of Fig. 2.
  • he / she defines the volume flows S1, S2, S3, S7 In the simplest case these are constant in time, the user sets a value for the volume flow, eg in [m 3 / h] For S4, the user does not need to enter a value, because the flow S4 becomes like calculated above.
  • the distribution function VF_9 (d) of the diameter of the detached from a body 2 particles and the T_t ⁇ enngrade the filter depend on the particle diameter.
  • One embodiment of specifying these values is that the user prescribes a value for the distribution function and the separation ratios for each of the categories Kat_j predetermined as described above. So he / she gives the values VF_9 (d_l), VF_9 (d_2), VF_9 (d_3) and so on, also the values T_Fl (Kat_l), T_Fl (Kat_2), T_Fl (Kat_3) and so on. It is automatically checked whether
  • the user specifies the two parameters d 50 and ⁇ 2 , for example both in the unit of measure [10 ⁇ 6 m].
  • the distribution function VF_9 is numerically calculated, for example, with the aid of the integral u via the density function f_9.
  • the user inputs the two parameters d 50 and ⁇ 2 . These vary from filter to filter.
  • the degree of separation T_Fx (d) for a particle diameter d is then preferably in accordance with the calculation specification
  • the method is used to expand the cleaning plant with the dip tank 1 and the filter system F.
  • the following variables can be varied during design:
  • the manipulated variables S2, S3 and T_F (d) influence the particle concentration in a linear manner after the equilibrium state has been reached, the manipulated variable Vol_l is at all open, and the manipulated variable S1 serves to keep the volume Vol_l constant over time. This shows the following consideration:
  • a value for ⁇ M9 (t_i, Kat_j) is derived in each case with the aid of this inequality.
  • FIG. 5 shows a block diagram of a further cleaning system.
  • the immersion basin 1 consists of a first immersion basin 10 and a second immersion basin 11.
  • the second immersion basin 11 functions as a further immersion basin 10 for the aftertreatment of bodies.
  • a body is first submerged in the first plunge pool IO and this removed again after a time. Subsequently, the already pre-cleaned body is immersed in the aftertreatment dip tank 11 for further cleaning.
  • the first immersion basin 10 is not supplied with fresh liquid, but rather polluted liquid 20 from the after-treatment immersion basin 11.
  • This flow of liquid from 11 to 10 is denoted by S34 in FIG. 5. Because only pre-cleaned bodies are introduced into the aftertreatment dip tank 11, the liquid 20 in the stream S34 is distinctly less polluted than that in the stream S2.
  • the aftertreatment dip tank 11 is supplied with fresh or purified liquid through the stream Sl. The mass of the particles in d-read current S1 is negligible.
  • the aftertreatment dip tank 11 is tn.it connected to another filter system F_N.
  • a stream S3_N flows from the after-treatment dip tank 11 into the further filter system F_N. This separates the stream S3_N into a stream S2_N of coarse material and a stream S4_N of purified liquid 20, which again enters the aftertreatment dip tank L1.
  • Particles are released from the immersed body 2 and enter the liquid 20 in the first dip tank 10.
  • the filter system F takes a stream S2 with heavily contaminated liquid 20 the circuit.
  • a contaminated liquid stream S34 flows out of the aftertreatment dip tank 11 into the first dip tank 10.
  • Liquid 20 without particles evaporates from the first dip tank 10.
  • the total quantity of particles in the liquid 20 of the category Kat_j, which are located in the first dip tank 10 at the time t, is designated MIO (t, Kat_j), the volume of the liquid 20 in the first dip tank 10 at the time t Vol_10 (t).
  • MIO t, Kat_j
  • t the volume of the liquid 20 in the first dip tank 10 at the time t Vol_10
  • ⁇ M3 (t_i + 1, Kat_j) ⁇ (Kat) MlO (O + IKaO) + MlO (UKaQ) Vol_10 (t_i + 1) + Vol_10 (t_i) as well as
  • ⁇ M4 (t_i + 1, Kat_j) [1 - T_F (Kat_j)] * ⁇ M3 (t_i + 1, Kat_j) and
  • ⁇ M31 (t_i + l, Kat_j) ß ( Kat ⁇ MlOCuukatJ) + MlO (U ⁇ tJ)
  • Vol_ll (t_i + 1) Vol_ll (t_i) + ⁇ S34 (t_i + 1) - ⁇ S3 (t_i + 1) + ⁇ S4 (ti + 1) - ⁇ S31 (ti + 1)
  • the filter system F_ISr takes a stream S2 with heavily contaminated liquid 20 to the circulation.
  • a stream Sl with unpolluted or well-cleaned liquid 20 flows into the aftertreatment dip tank 11.
  • T_F_N (Kat_j) denotes the degree of separation of the further filter system F_N
  • MIl (t, Kat_j) denotes the mass of all particles which are located at the prediction time t in the aftertreatment immersion tank 11 and belong to the category Kat_j.
  • ⁇ M11 (t_i + l, Kat_j) the total mass of the particles is be ⁇ signed, which are entered with the stream S31 in the period from t_i to t_i + l in the aftertreatment Tauchbecke-n 11 and belonging to the category Kat_j.
  • ⁇ M9_N (t_i -t-1, Kat_j) denotes the total mass of the particles, which are additionally detached from the body 2 in the period from t_i to t_i + 1 and carried into the after-treatment tauclip 11 with the stream S9_N and who belong to category Kat_j.
  • the volume of the liquid 20 in the after-treatment taxi pool 11 at time t is Vol_ll (t).
  • ⁇ M3_N (t_i + 1, Kat_j) ⁇ N (KatJ) ⁇ M11 (t - i + 1 ' KatJ) + M11 (t - i ' Kat - J) * ⁇ S3 N (ti + l ) Vol_ll (t_i + 1) + Vol_ll (t_i) ⁇ as well
  • ⁇ M4_N (t_i + 1, Kat_j) [1 - T_F_N (Kat_j)] * ⁇ M3 JN (t_i + 1, Kat_j) and
  • Vol_l 1 (t_i + 1) Vol_ll (t_i) + ⁇ S31 (t_i + 1) - ⁇ S34 (t_i + 1) - ⁇ S3_N (t_i + 1) + ⁇ S4_N (t_i + 1) - ⁇ S7_N (t_i + 1) + ⁇ Sl ( t_i + l)
  • the particle concentrations in the two dip tanks 10 and 11 are: c 10 (t , ⁇ at J ). M15 & MJ ) and
  • FIG. 3 shows a block diagram for the cleaning system of FIG. 5 with an additional filter system F_M.
  • This filter system cleans stream S34 of contaminated liquid from the aftertreatment immersion basin 11.
  • the stream with purified liquid is denoted by S35 in FIG. 6, the stream removed from the circulation by the filter system F_M with heavily contaminated liquid with S2_M.
  • the cleaning system may also have several cascaded post-treatment dip tanks.
  • a body 2 is first submerged in the first dip tank 10 and then sequentially into the cascaded post-treatment dip tanks 11 and 12.
  • the last aftertreatment dip tank in this sequence is supplied with fresh fluid.
  • Contaminated liquid 20 flows from each aftertreatment dip tank into the previous aftertreatment dip tank and from the first aftertreatment dip tank 11 into the first dip tank 10.
  • the process can also be applied to such a cleaning plant, again generating and resolving difference equations.
  • FIG. 7 shows, by way of example, a block diagram for a cleaning installation with a first dip tank 10 and two after-treatment tanks 11 and 12.
  • a body 2 successively passes through the tanks 11, 12 and 13.
  • the second after-treatment pool 13 is supplied with fresh liquid 20 by a stream S1.
  • the cleaning system of FIG. 5, FIG. 6 or FIG. 7 is operated without a filter system.
  • the mass balances change accordingly.
  • the changed mass balances are derived from the above-mentioned mass balances, eg. B. thereby liervor that the Trenn ⁇ degree of each filter system is set to 0.
  • ⁇ M3 (t_i + 1, Kat_j) ⁇ M4 (t_i + 1, Kat_j).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorhersage der Verschmutzung eines Reinigungsmittels (20) durch eine Substanz. In einer Reinigungsanlage wird eine Abfolge von Reinigungsvorgängen durchgeführt. In jedem der Reinigungsvorgänge wird mit Hilfe des Reinigungsmittels (20) jeweils mindestens ein Gegenstand (2) von der Substanz gereinigt. Für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge wird nacheinander berechnet, welche Gesamt-Menge der Substanz sich nach dem Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) befindet. Hierbei wird für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge berechnet, welche Gesamt-Menge der Substanz im Verlaufe des Reinigungsvorgangs vom im Reinigungsvorgang gereinigten Gegenstand (2) in das Reinigungsmittel (20) gelangt. Weiterhin wird berechnet, welche Gesamt-Menge der Substanz ein Filtersystem (F) im Verlaufe des Reinigungsvorganges aus dem Reinigungsmittel herausfiltert. Die Gesamt-Menge der Substanz im Reinigungsmittel (20) nach dem Reinigungsvorgang wird unter Verwendung dieser Substanz-Zufluss-Menge und Substanz-Abfluss-Menge sowie der berechneten Gesamt-Menge der Substanz im Reinigungsmittel (20) nach dem vorigen Reinigungsvorgang berechnet.

Description

Verfahren zur Auslegung einer Reinigungsanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorhersage der Verschmutzung eines Reinigungsmittels durch eine Substanz. Das Reinigungsmittel wird in einer Reinigungsanlage benutzt, um Gegenstände von der Substanz zu reinigen, und wird dabei durch die Substanz verschmutzt. Derartige Reinigungsanlagen werden beispielsweise bei der Produktion von Kraftfahrzeugen verwendet, um Karosserien vor dem Lackieren von metallischen Partikeln oder von Öl zu reinigen.
In Th. Daiber: „Wäßrige Medien - kompliziert geformte Werkstücke wirtschaftlich und umweitschonend reinigen", Maschinenmarkt, Würzburg 100 (1994) Nr. 35, S. 46 - 51, wird eine Reinigungsanlage beschrieben. In dieser Reinigungsanlage werden Werkstücke mit Hilfe eines Reinigungsmittels von einer verunreinigenden Substanz, z. B. Öl, gereinigt. Das Reinigungsmittel löst die Substanz von den Werkstücken. Die Reinigungsanlage umfaßt ein Filtersystem, das die Menge der Substanz im Reinigungsmittel senkt. In einer Ausführungsform umfaßt die Reinigungsanlage vier kaskadierte Kammern, in die ein zu reinigendes Werkstück nacheinander eingetaucht wird. Bei jedem Eintauchen eines Werkstücks wird verunreinigende Substand in die jeweilige Kammer eingeführt, und verunreinigtes Reinigungsmittel wird mit dem Werkstück von einer Kammer in eine nachfolgende Kammer „verschleppt". Entgegen der Transportrichtung des Werkstücks wirci Reinigungsmittel aus einer Kammer in eine vorhergehende Kammer befördert.
In DE 20003158 Ul werden ein Computerprogrammprodiαkt sowie ein Computersystem offenbart, um eine Filtereinriσhtung aus einer Vielzahl von Bauteilen und/oder Elementen zizsammenzu- setzen. Das Computerprogrammprodukt und das ComputerSystem unterstützen einen Benutzer gezielt dabei, die Bestandteile der Filtereinrichtung auszuwählen und zusammenzusetzen. Der Benutzer wählt das Anwendungsgebiet sowie eine Ausführungsart der auszulegenden Filtereinrichtung aus. Zu den Aixsführungs- arten gehören z. B. Gehäuseausführungen und Art der Filtrati¬ onsmodule sowie die Filtrationsrate, die Filtrationsgeschwin¬ digkeit und die Belüftungsart für ein Gehäuse der Filterein¬ richtung. Bei der weiteren Auslegung werden dem Benutzer nur diejenigen Auswahlmöglichkeiten angeboten, die mit seinen bislang getroffenen Festlegungen vereinbar sind. Die in Be¬ tracht kommenden Bestandteile sind mitsamt ihren A-ttributen in einem elektronischen Katalog abgelegt. Zu den A-ttributen gehören technische Spezifikationen, z. B. Durchflαßraten, Filtrationsraten, filtrierbare Medien, geometrische Ein¬ schränkungen, z. B. Anschlußart oder Rohrdurchmesser, und Zu¬ ordnung des Bestandteils zu einer Produktfami1ie. Automatisch wird überprüft, ob ausgewählte Bestandteile miteinander kom¬ patibel sind, ob z. B. die Rohrdurchmesser und Anschlußarten von verbundenen Bauteilen zueinander passen. Welche Bauteile einander benachbart sind, wird z. B. in einer Korrespondenz- tabelle abgespeichert.
In US 5,438,526 werden Verfahren offenbart, um ein Programm zu generieren, das die Bewegung von Partikeln in einem Medium simuliert und dadurch einen physikalischen Vorgang vorher- sagt. Die Geometrie des Raumes, in dem sich das Medium mit den Partikeln befindet, Randwertbedingungen sowie Attribute der Partikel werden vor-gegeben. Abhängigkeiten zwischen den Randwertbedingungen und. den steuernde Vorgaben einerseits und den physikalischen Teilvorgängen andererseits werden gene¬ riert. Gleichungen zwischen zeitabhängigen Variablen werden erzeugt und diskretisiert, wodurch der ablauffähige Simulator entsteht. In einer Ausführungsform wird jedes einzelne Parti¬ kel mit einer Kennung u.nd mit unterschiedlichen Attributwer¬ ten versehen.
Aus DE 10141325 Al ist ein Verfahren bekannt, um die Strömung eines Mediums in einem Raum zu simulieren und dadurch eine physikalische Feldgröße im Raum zu bestimmen. Das Medium ist z. B. Luft mit Partikeln, deren zeitlich abhängige Verteilung im Raum simuliert wird. Vorgegeben werden Geometrien von Ein¬ lassen und Auslässen, cLurch die das Medium in den Raum ein¬ tritt bzw. aus diesen heraus tritt. Hieraus werden Strömungs¬ profile der Auslässe diαrch Simulation berechnet und dabei z. B. die Geschwindigkeit und Richtung des bewegten Mediums be¬ rechnet.
In DE 4421245 Al wird eine Einrichtung offenbart, die die Ü- berwachung einer technischen Anlage simuliert, z. B. die ei¬ nes Kraftwerks mit Leittechnik. Die Simulationseinrichtung bildet den Betrieb mit einem programmgestützten Simulations¬ baustein nach, der Simu.lationseingangsdaten z. B. von der An¬ lage einliest, mittels Regeln daraus Symptome generiert und aus diesen Symptomen Diagnosen über den Zustand der Anlage ableitete und auf einer- Benutzeroberfläche ausgibt. Die Sym¬ ptome beschreiben z. B. Überschreitungen von vorgegebenen Grenzwerten des Kraftwerks. Das Einlesen und das Ausgeben lassen sich vorzugsweise zeitlich spezifizieren.
Verfahren und Vorrichtu.ngen zur Simulation der Bewegung von Partikeln in einem Medium sind auch aus JP 09245018 Al, JP 2003/331208 Al, JP 2003/223049 Al und JP 2002/109445 Al bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vorhersage der Verschmutzung eines Reinigungsmittels durch eine Substanz bereitzustellen, wobei das Reinigungsmittel in einer Reinigungsanlage verwendet wird und in der Reinigungs¬ anlage mit Hilfe des Reinigungsmittels eine Abfolge von Rei¬ nigungsvorgängen durchgeführt wird.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, einer DatenverarbeitungsanXage mit den Merkmalen des Anspruchs 38 und ein Computerprogramm-Produkt mit den Merkmalen des Anspruchs 39 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltun¬ gen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Das Verfahren sagt vorher, wie stark ein Reinigungsmittel durch die Substanz verschmutzt wird. Diese verschmutzende Substanz kann gasförmig oder flüssig oder pulverförmig sein oder z. B. aus Körnern einer festen Substanz bestehen. Das Reinigungsmittel kann eine Flüssigkeit, z. B. Wasser, ein Gas, z. B. Druckluft, oder auch ein pulverfδrmiges Mittel, z. B. auf die Gegenstände aufgestrahlter Sand, sein.
In einer Reinigungsanlage wird eine Abfolge von mindestens zwei Reinigungsvorgängen durchgeführt. In jedem der mindes¬ tens zwei Reinigungsvorgänge wird mit Hilfe des Reinigungs¬ mittels jeweils mindestens ein mit der Substanz verschmutzter Gegenstand gereinigt. Dadurch wird der Gegenstand wenigstens teilweise von der Substanz gereinigt undl das Reinigungsmittel durch die Substanz verschmutzt. Die Reinigungsanlage umfaßt ein Filtersystem. Dieses Filtersystem f±ltert die Substanz wenigstens teilweise aus dem Reinigungsmittel heraus und senkt den Anteil der Substanz im Reinigungsmittel.
Vorgegeben oder ermittelt wird ein Maß fϊür die Anfangs-Menge der Substanz, die sich vor Beginn des eirsten Reinigungsvor¬ gangs im Reinigungsmittel befindet. Für jeden Reinigungsvor¬ gang der Abfolge wird nacheinander ein Maß für die Gesamt- Menge der Substanz, die sich nach Beendigung des Reinigungs- vorgangs im Reinigungsmittel befindet, berechnet. Hierbei wird für jeden Reinigungsvorgang der Abfϊolge die Gesamt-Menge der Substanz, die im Verlaufe des Reinigungsvorgangs -vom im Reinigungsvorgang gereinigten Gegenstand in das Reinigungs¬ mittel gelangt, berechnet. Dieser berechnete Wert fun.giert als eine Substanz-Zufluß-Menge. Weiterhin wird die Gesamt- Menge der Substanz, die das Filtersystem im Verlaufe des Rei¬ nigungsvorganges aus dem Reinigungsmittel herausfiltert, be¬ rechnet. Dieser berechnete Wert fungiert als eine Substanz- Abfluß-Menge.
Um die Gesamt-Menge der Substanz, die sich nach Beendigung des ersten Reinigungsvorgangs im Reinigungsmittel befindet, werden die vorgegebene oder ermittelte Anfangs-Menge sowie die berechnete Substanz-Zufluß-Menge und die berechnete Sub¬ stanz-Abfluß-Menge bezogen auf den ersten Reinigungsvorgang verwendet. Um die Gesamt-Menge der Substanz, die sich nach Beendigung eines nachfolgenden Reinigungsvorgangs im Reini¬ gungsmittel befindet, zu berechnen, werden die berechnete Gesamt-Menge der Substanz, die sich nach Beendigung des jeweils vorigen Reinigungsvorgangs Lm Rei¬ nigungsmittel befindet,
- die berechnete Substanz-Zufluß-Menge, also die Gesa_τnt-
Menge der Substanz, die im nachfolgenden ReinigungsVorgang in das Reinigungsmittel gelangt, und die berechnete Substanz-Abfluß-Menge, also die Gesa.τnt- Menge der Substanz, die im nachfolgenden Reinigungs"Vorgang vom Filtersystem aus dem Reinigungsmittel herausgef iltert wird, verwendet .
Als Maß für die Gesamt-Menge der Substanz wird beispielsweise die Gesamt-Masse oder das Gesamt-Volumen dieser Substanz im Reinigungsmittel verwendet. Besteht die Substanz aus Parti¬ keln einer festen Substanz, so läßt sich auch die Anzahl die¬ ser Partikel im Fluid als Maß für die Gesamt-Menge derr Sub¬ stanz verwenden. Das Verfahren ermöglicht es, die Verschmutzung des Reini¬ gungsmittels vorherzusagen, ohne die Reinigungsvorgänge durchzuführen. Daher ermöglicht das Verfahren es, frühzeitig die Verschmutzung der Reinigungsanlage, die durch die Reini¬ gungsvorgänge verursacht wird, vorherzusagen und z. B. die vorhergesagte Verschmutzung mit einem vorgegebenen Grenzwert zu vergleichen.
Das Verfahren läßt sich dazu verwenden, eine Reinigungsanlage auszulegen. Es wird jeweils einmal für eine mögliche Ausle¬ gung der Reinigungsanlage angewendet, und die mögliche Ausle¬ gung wird aufgrund der berechneten Vorhersage für die Ver¬ schmutzung beurteilt.
In einer Ausführungsform arbeitet das Filtersystem so, daß ihm verschmutztes Reinigungsmittel zugeführt wird, das Fil¬ tersystem Substanz aus diesem zugeführten Reinigungsmittel herausfiltert und gereinigtes Reinigungsmittel in nachfolgen¬ den Reinigungsvorgängen wiederverwendet wird. Der Wirkungs¬ grad des Filtersystems wird durch einen für alle Reinigungs¬ vorgänge gültigen Trenngrad angegeben. Dieser Trenngrad ist der Quotient aus der Gesamt-Menge der vom Filtersystem aus dem zugeführten Reinigungsmittel herausgefilterten Substanz und der Gesamt-Menge der Substanz, die dem Filtersystem (F) mit dem zugeführten Reinigungsmittel (20) zugeleitet wird.
Dieser Quotient liegt zwischen 0 und 1. Für jeden Reinigungs¬ vorgang der Abfolge wird dieser Trenngrad verwendet. Ermit¬ telt wird jeweils die Gesamt-Menge der Substanz, die im Ver¬ laufe des ReinigungsVorgangs mit dem Reinigungsmittel dem Filtersystem zugeleitet wird. Die Substanz-Abfluß-Menge des Reinigungsvorgangs wird in Abhängigkeit von der Gesamt-Menge der im jeweiligen Reinigungsvorgang zugeleiteten Substanz und dem Trenngrad des Filtersystems berechnet, vorzugsweise als Produkt aus der jeweils zugeführten Gesamt-Menge und dem Trenngrad. In einer weiteren Ausführungsform umfaßt die Reinigungsanlage einen mit dem Filtersystem verbundenen Behälter zum Aufnehmen des Reinigungsmittels während der Reinigungsvorgänge. Dieser Behälter kann aus mehreren miteinander verbundenen Teil- Behältern bestehen. Zu jedem Zeitpunkt ist die Gesamt-Menge des Reinigungsmittels außerhalb dieses Behälters vernachläs¬ sigbar gering gegenüber der Gesamt-Menge des Reinigungsmit¬ tels im Behälter. Daher sieht die Ausführungsform vor, als Gesamt-Menge der Substanz nach jedem Reinigungsvorgang zu be¬ rechnen, welche Gesamt-Menge der Substanz sich nach dem Rei¬ nigungsvorgang im Behälter - genauer: in dem im Behälter ent¬ haltenen Reinigungsmittel - befindet . Die Substanz außerhalb des Behälters wird in einer Ausführungsform vernachlässigt. In einer anderen Ausführungsform wird sie abhängig vom Volu¬ men des Fluids außerhalb des Behälters berechnet.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an¬ hand der beiliegenden Figuren näher beschrieben. Dabei zei¬ gen:
Fig. 1. ein Blockdiagramm für eine beispielhafte Reinigungs¬ anlage mit einem Tauchbecken;
Fig. 2. ein Blockdiagramm für ein beispielhaftes Filtersys¬ tem;
Fig. 3. eine berechnete Verteilung der Partikeldurchmesser im Tauchbecken zu einem Zeitpunkt;
Fig. 4. eine berechnete zeitliche Entwicklung der Partikel- konzentration im Tauchbecken; Fig. 5. ein Blockdiagramm für eine Reinigungsanlage mit einem Tauchbecken und einem Nachbehandlungsbecken;
Fig. 6. ein Blockdiagramm für die Reinigungsanlage von Fig. 5 mit einem zusätzlichen Filter;
Fig. 7. ein Blockdiagramm für eine Reinigungsanlage mit einem Tauchbecken und zwei Nachbehandlungsbecken.
In dem Ausführungsbeispiel wird das Verfahren zur Auslegung" einer Reinigungsanlage mit mindestens einem Tauchbecken ein_- gesetzt. Die Reinigungsanlage wird in der Serienfertigung von Karosserien von Automobilen eingesetzt, um die Karosserien vor dem Lackieren von Partikeln zu reinigen. Diese Partikel befinden sich vor allem auf den Oberflächen der Karosserien.. Bei der Fertigung von Karosserien verbleiben metallische Par¬ tikel von vorhergehenden Bearbeitungsvorgängen, z. B. vom Schweißen, Schleifen, Zerspanen oder Entgraten, auf den Ober¬ flächen der Karosserien. Außerdem können Verpackungsmateria - len oder Reinigungstücher Faser-Partikel auf der Oberfläche hinterlassen. Die Oberfläche kann weiterhin durch Staub ver¬ unreinigt sein. Vor dem Lackieren der Karosserien werden allLe diese Partikel in der Reinigungsanlage entfernt, um Lackier - fehler zu vermeiden.
Die Reinigungsanlage umfaßt ein oder mehrere Tauchbecken so - wie vorzugsweise ein Filtersystem pro Tauchbecken. In jedem Tauchbecken befindet sich als Reinigungsmittel eine Flüssig¬ keit, die die Partikel löst, z. B. Wasser mit Tensiden oder reines Wasser. In einem festen Takt durchlaufen die Karosse¬ rien nacheinander die Becken der Reinigungsanlage. Jede Ka¬ rosserie durchläuft die Becken nacheinander, wobei die Rei¬ henfolge, in der eine Karosserie die Becken durchläuft, vor¬ zugsweise stets dieselbe ist. Jedes Tauchbecken ist mit einem Filtersystem verbunden, dem aus dem Tauchbecken verschmutzte Flüssigkeit zugeführt wird. Gereinigte Flüssigkeit wird vom Filtersystem wieder dem Tauchbecken zugeführt .
Das Verfahren wird eingesetzt, um diese Reinigungsanlage ein¬ schließlich der Filtersysteme auszulegen. In diesem Aiαsfüh- rungsbeispiel umfaßt die Reinigungsanlage also Tauchbecken. Das Verfahren läßt sich in gleicher Weise für die Auslegung einer Reinigungsanlage mit Spritzbecken anwenden. Die Karos¬ serien werden mit der Flüssigkeit besprüht, und die Sjoritzbe- cken fangen die Flüssigkeit, die mit abgelösten Partikeln verschmutzt ist , auf.
Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm einer solchen beispielhaften Reinigungsanlage. In diesem Beispiel besteht die ReinzLgungs- anlage aus einem einzigen Tauchbecken 1 und einem Filfcersys- tem F, die zusammen mit den Verbindungsleitungen einen Kreis¬ lauf bilden. In dem Tauchbecken 1 sowie den Verbindungslei¬ tungen und dem Filtersystem F befindet sich eine reinigende Flüssigkeit 20, z. B. Wasser. Ein Strom von Flüssigkeit 20 innerhalb dieses Kreislaufes wird mit einem einfachen Pfeil dargestellt, ein Zufluß oder Abfluß mit einem Blockpfeil. Ein Strom der Flüssigkeit 20 wird mit Sn bezeichnet, die Gesamt- Masse der Partikel in diesem Flüssigkeits-Strom mit Mn (n=l,2,3,...) .
Nacheinander weαrden die Karosserien in das Tauchbecken 1 von Fig. 1 eingetaucht. Jede Karosserie 2 verbleibt eine Zeitlang im Tauchbecken IL und wird anschließend dem Tauchbecken 1 wie¬ der entnommen. Dadurch, daß eine Karosserie 2 eine Zeitlang im Tauchbecken IL verbleibt, wird eine bestimmte Menge von Partikeln, die zuvor an einer Karosserie 2 hefteten, von der Karosserie 2 abgelöst und der Flüssigkeit 20 im TauchtDecken 1 zugeführt. Dieser Zufluß von Partikeln wird in Fig. 1 mit S9 bezeichnet .
Kontinuierlich ■wird außerdem ein erster Strom Sl von Flüssig¬ keit 20 mit vernachlässigbar geringer Konzentration von Par- tikeln dem Tauchbecken 1 zugeführt, z. B. frisclie Flüssigkeit oder Flüssigkeit aus einem nachfolgenden und in Fig. 1 nicht gezeigten Tauchbecken., die so gut gereinigt ist , daß ihre Partikelkonzentration vernachlässigbar gering ist.
Verschmutzte Flüssigkeit 20 wird u. a. dadurch «dem Tauchbe¬ cken 1 entnommen, daß an der Karosserie 2 versclimutzte Flüs¬ sigkeit 20 haftet, wenn diese wieder dem Tauchbecken 1 ent¬ nommen wird. Diese durch Haften entnommene Flüssigkeit 20 wird in Fig. 1 als Strom S7 bezeichnet.
V
Ein Strom S3 von Flüssigkeit 20 wird aus dem Tauchbecken 1 abgeleitet und einem Filtersystem F zugeführt. Jn diesem Fil¬ tersystem F wird ein Teil der Partikel aus dem Strom S3 her¬ ausgefiltert, und die dergestalt gereinigte Flüssigkeit 20 wird wieder dem Tauchbecken 1 zugeführt. Der Stxom vom Fil¬ tersystem F wird in Fig. 1 als Strom S4 bezeichnet.
Das Filtersystem F entfernt Grobgut in Form von stark ver¬ schmutzter Flüssigkeit 20 aus dem Kreislauf. Dadurch entnimmt das Filtersystem F im Saldo dem Tauchbecken 1 verschmutzte Flüssigkeit. Dieser Strom von verschmutzter Flüssigkeit 20 aus dem Tauchbecken winrd in Fig. 1 und im Folgenden mit S2 bezeichnet.
Bei der hier beschriebenen Anwendung des Verfahrens werden verschiedene Alternativen erprobt, das Filtersystem F aus einzelnen Filtern zusammenzusetzen. Hierbei wird, das Verfah¬ ren probeweise auf verschiedene Alternativen angewendet. Au¬ ßerdem werden verschiedene Mengenflüsse für den Strom Sl und den Strom S3 erprobt.
Eine in Fig. 2 gezeigte Ausgestaltung sieht vor, daß das Fil¬ tersystem F drei verschiedene Filter Fl, F2 und F3 umfaßt. Der Filter Fl ist vorzugsweise als Hydrozyklon ausgestaltet, der zugeführte Flüssigkeit 20 in vorgereinigte Flüssigkeit und herausgefiltertem Konzentrat trennt. Die Trennung resul¬ tiert aus der unterschiedlichen Zentrifugalkraft, die die Ro¬ tation des Hydrozyklon auf Partikel und auf sauberer Flüssig¬ keit ausübt. Das Filtr≤it von Fl, das ist die von Fl vorgerei- nigte Flüssigkeit, wird wieder dem Tauchbecken 1 zugeführt, was in Fig. 2 als Strom Sl_4 bezeichnet ist. Das Grobgut von F2, das ist das von Fl herausgefilterte Konzentrat, wird in einem Strom Sl_2 einem Filter F2 zugeführt, der als Druck¬ band-Filter ausgestaltet ist. Der Filter F2 trennt das vom Filter Fl herausgefilterte Grobgut in einem Strom S5 mit Grobgut, das dem Kreislauf entzogen wird, und eine weitere Menge vorgereinigter Flüssigkeit, die in einem Strom S2_3 ei¬ nem Filter F3 zugeführt wird. Der Filter F3 ist in dieser Ausgestaltung als Beutelfilter ausgestaltet. De_r Filter F3 trennt die ihm zugeführte Flüssigkeit in einen Strom S3_4 von gereinigter Flüssigkeit, die wieder dem Tauchbecken 1 zuge¬ führt wird, und einem Strom S6 von Grobgut, das ebenfalls dem Kreislauf entzogen wird. Die beiden Ströme S5 und S6 in Fig. 2 entsprechen also dem Strom S2 von Grobgut; in Fig. 1. Die beiden Ströme Sl_4 und S3_4 werden zum Strom S4 vereinigt und wieder dem Tauchbecken 1 zugeführt. Wie derartige Filter aufgebaut sind, wird z. B. in „Dubbel - Taschentuch für den Maschinenbau", 20. Auflage, Springer-Verlag, 20 Ol, N7 - N8, beschrieben.
In diesem Ausführungsbeispiel weisen die von den Karosserien 2 abgelösten Partikel unterschiedliche maximale Durchmesser auf. Vorgegeben wird ein maximal möglicher Partikel- Durchmesser d_max. Vorgegeben werden M Grenzen O < d_l < d_2 < d_3 < ... < d_M = d_max für Partikel-Durchmessen.". Beispiels¬ weise ist d_l = 10~6 m und d_i+l = 10* d_i, also d_i = 101"7 m. Diese M Grenzen definieren M Kategorien Kat_ZL, Kat_2, ... , Kat_M von Partikeln. Zur Kategorie Kat_l gehören alle Parti¬ kel, deren Durchmesser kleiner oder gleich d_l ist. Zur Kate¬ gorie Kat_j (j=2,...,M) gehören alle Partikel, deitren Durchmes¬ ser zwischen d_j_l (ausschließlich) und d_j (einschließlich) liegt. Zur Vereinfachung sei d_0 = 0.
Mit Ml(t,Kat_j) wird die Gesamt-Masse aller Partikel der Ka¬ tegorie Kat_j (j=l,...,M) bezeichnet, die sich zum Zeitpunkt t in der Flüssigkeit 20 im Tauchbecken 1 befinden. Das Verfah¬ ren berechnet die zeitliche Entwicklung von Ml (fc,Kat j) . Mit Ml (t) wird die Gesamt-Masse aller Partikel (egal -welcher Ka¬ tegorie) bezeichnet , die sich zum Zeitpunkt t in der Flüssig¬ keit 20 im Tauchbeclken 1 befinden.
Im VorhersageZeitraum wird nacheinander jeweils eine Karosse¬ rie 2 in das Tauchbecken 1 eingetaucht, verbleibt dort eine bestimmte Zeitspanne und wird wieder aus dem Tauclnbecken I herausgehoben und diesem dadurch entnommen. Sei t 0 der Be¬ ginn des Vorhersage-Zeitraums, und seien t_l, t_2 , ... die nacheinander folgenden Zeitpunkte, an denen jeweils eine Ka¬ rosserie 2 dem Taucϊibecken 1 entnommen wird. Die erste Karos¬ serie 2 wird also ziαm oder nach dem Zeitpunkt t__0 in das Tauchbecken 1 eingetaucht und zum oder kurz nach dem Zeit¬ punkt t_l diesem wieder entnommen. Die zweite Karosserie 2 wird also zum oder nach dem Zeitpunkt t_l in das Tauchbecken 1 eingetaucht und ziαm Zeitpunkt t_l diesem wieder entnommen, und so fort. Die Zeitpunkte t_0, t_l, t_2, ... fungieren als Vorhersage-Zeitpunkte.
Möglich ist, anstelle der Zeitpunkte, an denen jeweils eine Karosserie 2 dem Taxichbecken 1 entnommen wird, z. B. die Zeitpunkte zu verwenden, an denen eine Karosserie 2 in das Tauchbecken 1 eingetaucht wird, oder die zeitliche Mitte zwi¬ schen der Entnahme einer Karosserie 2 und dem Eintauchen der nachfolgenden Karosserie 2 zu verwenden.
Zwischen einem Zeitpunkt t_i und einem nachfolgenden Zeit¬ punkt t_i+l finden folgende Massenströme von Flüssigkeit 20 in das und aus dem Tauchbecken 1 statt:
Partikel werden von der eingetauchten Karosserie 2 gelöst und gelangen als Strom S9 in die Flüssigkeit 20 im Tauch¬ becken 1.
- Aus dem Tauchbeckien 1 fließt ein Strom S3 mit verschmutz¬ ter Flüssigkeit 20 in das Filtersystem F.
- Aus dem Filtersystem F fließt ein Strom S4 mit gereinigter Flüssigkeit 20 ztxrück in das Tauchbecken 1. Das Filtersystem F entfernt einen Strom S2 von verschmu~tz- ter Flüssigkeit 20 aus dem Tauchbecken 1.
- Beim Herausheben der Karosserie 2 aus dem Tauchbecken wird ein Strom S7 von verschmutzter und an der Karosserie 2 haftender Flüssigkeit 20 dem Tauchbecken 1 entnommen.
Ein Strom Sl mit urrverschmutzter oder gut gereinigter Flüssigkeit 20 fließt in das Tauchbecken 1.
- Flüssigkeit 20 ohne Partikel verdunstet aus dem Tauchbe - cken 1.
Mit Vol_l (t) wird das Volumen der Flüssigkeit 20 im Tauchbe- cken zum Zeitpunkt t bezeichnet. Sei ΔVol_l (t_i+l) = Vol_l (t_i+l) - Vol_l (t_i) die Veränderung dieses Volumens im Zeitraum von t_i bis t_i+l. Angenommen wird in diesem AusJΞüh- rungsbeispiel, daß sich das Volumen der Flüssigkeit 20 im Tauchbecken 1 so langsam verändert, daß näherungsweise im ge¬ samten Zeitraum von t i bis t_i+l das Volumen gleich
[Vol_l (t__i+l) +Vol_l (t_i) ] /2 beträgt.
In dem Beispiel der F±g. 1 wird weiterhin angenommen, daß die Partikelkonzentration im Strom Sl vernachlässigbar gering ist und daß das Volumen der Partikel gegenüber dem Volumen deir Flüssigkeit 20 im Tauchbecken 1 vernachlässigbar gering ist.
Das Filtersystem F vermag nicht alle Partikel aus der Flüs¬ sigkeit 20 herauszufilLtern, sondern nur einen Anteil an allen Partikeln. Wie groß dieser Anteil ist, hängt vom Durchmesser der dem Filtersystem F zugeführten Partikel ab. In der Regel ist der Anteil um so größer, je größer dieser Durchmesser d ist.
Wie oben beschrieben, werden die Partikel abhängig von iϊutrem Durchmesser in M Kategorien Kat_l, ... , Kat_M unterteilt. Die Arbeit des Filtersystems F wird durch einen Trenngrad T_F be¬ schrieben. Dieser hängt vom Partikeldurchmesser ab. Vereinfa¬ chend wird angenommen, daß der Trenngrad für alle Partikel einer Kategorie gleich ist. Als Trenngrad T_F(Kat_j) (j=l,...,M) wird der - a.uf die Masse bezogene - Anteil der vom Filtersystem F herausgefilterten Partikel der Kategorie Kat__j an den dem Filtersystem F zugeführten Partikeln der Kategorie Kat_j bezeichnet. Es gilt:
T F(KatJ)= M-GrObgUt(Kat-j) ~ M_Zuführgut(Kat_j)
Hierbei bezeichnen M_Zuführgut (Kat_j) die Gesarat-Masse aller Partikel der Kategorie Kat_j , die dem Filtersy^stems F zuge¬ führt werden, und M_Grobgut (Kat_j) die Gesamt—Masse aller Partikel der Kategorie Kat_j , die das Filtersy^stem F aus dem Zuführgut herausfiltert. Anders formuliert: Der Trenngrad T_F (Kat_j ) gibt an, wie viel Massenprozent derr Partikel der Kategorie Kat_j herausgefiltert werden. Der Trrenngrad T_F (Kat_j ) wird in einer Ausgestaltung als zeitlich konstant angesehen.
Wenn sich also 1 mg Partikel mit einem Durchmesser zwischen d_j-l und d_j im Strom S3 befinden, so werden T_F(Kat_j) mg dieser Partikel herausgefiltert und befinden sich im Grobgut, das mit dem Strom S2 dem Kreislauf entzogen wird. Die nicht herausgefilterten Partikel gelangen in den Str-om S4 und mit diesem Strom S4 in das Tauchbecken 1. Im Strom. S4 befinden sich somit [1 - T_F(Kat_j)] mg nicht herausgefilterte Parti¬ kel mit einem Durchmesser zwischen d_j-l und cL_j .
Im Zeitraum von t_i bis t_i+l, in dem eine Kairosserie 2 in das Tauchbecken 1 eingetaucht wird und diesem -wieder entnom¬ men wird, finden demnach die folgenden Massenströme statt:
Durch das Eintauchen einer Karosserie 2 wird ein Strom S9 von Partikeln verschiedener Durchmesser, die an dex Karosserie 2 heften, in das Tauchbecken 1 eingetragen. Mit ΔM9 (t_i+l,Kat__j ) wird die gesamte Masse derjenigen Partikel, die zur Kategorie Kat_j gehören und die im Zeitraum von t_i bis t_i+l mit dem Strom S9 von einer Karosserie 2 in die Flüssigkeit 20 im Tauchbecken 1 gelangen, bezeichnet.
Aus dem Tauchbecken 1 fließt der Strom S3 in das Filtersystem F. Mit ΔS3 (t_i+l) wird das Volumen der verschmutzten Flüssig¬ keit 20 bezeichnet, die im Zeitraum von t i bis t i+1 als Strom S3 aus dem Tauchbecken 1 abfließt. Mit ΔM3 (t_i+l,Katr_j ) wird die Gesamt-Masse der Partikel bezeichnet, die zur Kate¬ gorie Kat_j gehören und die im Zeitraum von t_i bis t_i+l mit dem Strom S3 aus dem Tauchbecken 1 abfließen.
Näherungsweise wird die Gesamt-Masse der Partikel im Tauc3n.be- cken 1, die zur Kategorie Kat_j gehören, als im gesamten Zeitraum von t_i bis t_i+l näherungsweise konstant angenom¬ men, sie ist vorzugsweise gleich [ Ml (t_i+l,Kat_j) + Ml(t_i,Kat_j) ] / 2.
Die durchschnittliche Konzentration c(t,Kat_j) der Partikel der Kategorie Kat_j , die sich im Zeitraum von t_i bis t_i-+l im Tauchbecken 1 befinden, beträgt demnach näherungsweise
Ml(t_i+1,Kat_j)+Ml(t_i,Kat_j)
(t_i+l,Kat_j) =
Vol_l(t_i+1)+Vol_l(t_i)
In einer Ausgestaltung weisen die Partikel eine höhere Dichte als die Flüssigkeit 20 auf. Dann ist vorzugsweise der AbfZLuß zur Filteranlage F unten im Tauchbecken 1 angebracht . Die Partikel-Konzentration im Strom S3 ist um einen Faktor α = α(Kat_j) > 1 größer als die durchschnittliche Partikel- Konzentration im Tauchbecken 1. Möglich ist aber auch, daß die Partikel innen hohl oder aus einem nicht-metallischen Stoff sind und daher eine geringere Dichte aufweisen. Dann wird vorzugsweise ein Faktor α = α(Kat_j) <= 1 vorgegeben .
In beiden Fällen ist ΔM3 (t_i+l,Kat_j ) =
Figure imgf000017_0001
Wie oben erwähnt, vermag das Filtersystem F nur einen Anteil an allen Partikeln aus dem Strom S3 herauszufiltern. Mit T_F = T_F(Kat_j) wird der oben eingeführte Trenngrad des Filter¬ systems F bezeichnet. T_F(Kat_j) ist der - auf die Masse be¬ zogene - Anteil der vom Filtersystem F herausgefilterten .Par¬ tikel der Kategorie Kat_j an allen dem Filtersystem F zuge¬ führten Partikeln der Kategorie Kat_j . Der Trenngrad T_F(Kat_j) variiert im allgemeinen von Kategorie zu Katego- rie. In einer Ausgestaltung wird T_F(Kat_j) als zeitlich kon¬ stant angenommen.
Mit ΔM2 (t_i+l,Kat_j ) wird die gesamte Masse alLer Partikel bezeichnet, die zur Kategorie- Kat_j gehören und die mit dem Strom S2 aus dem Kreislauf entfernt werden. Der- Strom S2 von Fig. 1 entspricht den Strömen S5 und S6 von Ficj . 2. Wegen der Definition des Trenngrades gilt
ΔM2(t_i+l, Kat_j) = T_F(Kat_j) * ΔM3(t_i+l, Kat_j )
Demnach beträgt die gesamte Masse der Partikel der Kategorie Kat_j , die im Zeitraum von t_i bis t_i+l durch den Strom S4 wieder dem Tauchbecken 1 zugeführt werden,
ΔM4(t_i+l,Kat_j) = ΔM3(t_i+l, Kat_j ) - ΔM2(t_i-f-l, Kat_j ) = [1 - T_F(Kat_j)] * ΔM3(t_i+l, Kat_j) .
Auch durch den Strom S7 werden Partikel aus dem Tauchbecken 1 entfernt, nämlich Partikel in verschmutzter Flüssigkeit 20, die beim Entnehmen einer Karosserie 2 aus dem Tauchbecken 1 an der Karosserie 2 haftet. Die Masse ΔM7 (t_i+l , Kat_j ) der Partikel, die im Zeitraum von t_i bis t_i+l mit dem Strom S7 aus dem Tauchbecken 1 abgeflossen sind und die zur Kategorie Kat_j gehören, beträgt demnach
ΔM7(t_i+l,Kat_j) = ß(Kat j)>Ml(t_i+ltKat_j)+Ml(t_itKat_j)
Vol_l(t_i+1)+Vol_l(t_i) " ;
Hierbei wird vorausgesetzt, daß die Konzentration der Parti¬ kel in der Flüssigkeit 20, die mit dem Strom S7 aus dem Tauchbecken 1 entfernt wird, sich um einen Faktor ß = ß(Kat_j) von der durchschnittlichen Konzentration der Parti¬ kel im Tauchbecken 1 unterscheidet.
In diesem Beispiel wird die Verdunstung von Flüssigkeit 20 aus dem Tauchbecken 1 vernachlässigt. In dem Beispiel der Fig. 1 verändern somit folgende Ströme das Volumen Vol_l (t) im Tauchbecken 1 :
- Mit den Strömen S9 und S4 fließen Partikel in das Tauchbe¬ cken 1. - Mit den Strömen S3 und S7 fließen Partikel aus dem Tauch¬ becken 1.
Für die Volumenströme gilt daher folgende Differenzenglei¬ chung:
Vol_l(t_i+1) = Vol_l(t_i) + ΔSl(t_i+l) - ΔS3 (t_i+l) -*- ΔS4(t_i+l) - ΔS7(t_i+l) .
Außerdem ist ΔS4 (t_i+l) = ΔS3 (t_i+l) - ΔS2 (t__i+l) .
Eine Bilanz der Partikel-Masse für den Zeitraum von t_i bis t_i+l wird aufgestellt. Sei ΔM1 (t_i+l,Kat_j ) =
Ml (t_i+l,Kat_j ) - Ml (t_i,Kat_j ) die Veränderung der Masse al¬ ler Partikel im Tauchbecken 1, die zur Kategorie Kat j gehö¬ ren.
Ml(t_i+l,Kat_j) - Ml(t_i,Kat_j) = ΔM1 (t_i+l,Kat_j ) =
ΔM9 (t_i + l , Kat_j ) - ΔM3 (t_i+l , Kat_j ) + ΔM4 (t_i + l , Kat_j ) - ΔM7 (t_i + l , Kat_j ) =
ΔM9 (t i+ l f κat j ) - α(KatJ) * Ml(t_i + l,d) + Ml(t_i,d)
- ~ Vol_l(t_i + 1) + Vol_l(t_i) ~ r [-1, - T m F ( /rKra ^t D - )N T] ^ *. α n(Kra *tj -Λ) ** — M1( —t ϊ + 1, - Kat J —) + Ml( ^t ^ \, Kat J —) * ΔS c3_(t i . + l)
- ~ Vol_l(t_i + 1) + Vol_l(t_i)
- p(KatJ)* M(tj nraj) + M(tJ,raj) ; i + l) =
Vol_l(t_i + 1) + Vol_l(t_i) ~
ΔM9 (t_i+l , Kat_j ) -
Ml(t _ i + 1, Kat J) + Ml(t _ i, Kat J) ^
Vol_l(t_i + 1) + Vol_l(t_i) [α(Kat_j)*T_F(Kat_j)*ΔS3(t_i + l) + ß(Kat_j)*ΔS7(t_i + l)] .
Insgesamt werden dadurch für jede Kategorie Kat_j (J=I7...,M) zwei Differenzengleichungen in t_i (i=l, 2, 3,...) generLert.
Anfangsbedingungen werden ermittelt oder vorgegeben. Hierzu gehört ein Wert für Vol_l(t_0), also das anfängliche Volumen der Flüssigkeit 20 im Tauchbecken 1. Die Differenzengfleichung für das Volumen Vol_l (t) hängt nicht ab von der Partikelmasse oder dem Partikeldurchmesser. Vorzugsweise wird daher- zu¬ nächst die Differenzengleichung für das Volumen gelöst. Weiterhin werden Anfangswerte für die Gesamt-Massen deir Par¬ tikel jeder Kategorie Kat_j ermittelt oder vorgegeben, also Werte für Ml (t_0,Kat_j ) für jede Kategorie Kat_j . Beispiels¬ weise wird vorgegeben, daß sich zum Zeitpunkt t_0 keine Par¬ tikel im. Tauchbecken 1 befinden und daher für jede Kategorie Kat_j Ml (t_0,Kat_j) = 0 gilt. Weiterhin werden Werte für ΔM9 (t_i, Kat_j ) vorgegeben, um die Differenzengleichung für die Partikelmasse zu lösen. Wie dies geschieht, wird -weiter unten beschrieben. Außerdem wird ein Wert für den Trenngrad T_F (Kat j) des Filtersystems F ermittelt und vorgegeben.
Für jede Kategorie Kat_j wird die obige DifferenzengleiLchung für Ml (t i,Kat_j) schrittweise gelöst. Aus der Anfangsbedin¬ gung Ml ( t_0, Kat_j ) = 0 und der Differenzengleichung für? Ml (t_l,Klat_j) - Ml(t_0,Kat_j) wird ein Wert für Ml (t_l, Kat_j ) berechnet. Aus dem berechneten Wert für Ml (t_l,Kat_j) umd der Differenzengleichung für Ml (t_2,Kat_j ) - Ml (t_l, Kat_j ) wird ein Wert für Ml (t_2,Kat_j ) berechnet. Dies wird fortgesetzt, bis für jeden Zeitpunkt t_0, t_l, t_2, ... je ein Wert fiär Ml (t_i,Klat_j ) berechnet ist. Dadurch wird ein zeitlicher Ver¬ lauf der* Masse Ml(t,Kat_j) aller Partikel der Kategorie Kat__j in der Flüssigkeit 20 im Tauchbecken 1 berechnet und damit vorhergesagt.
Eine alternative Ausführungsform sieht vor, aus der Difϊferen- zengleicliung eine Differentialgleichung zu erzeugen. Di_e obi¬ ge Diffexenzengleichung lautet:
Ml (t_i+l ,Kat_j) - Ml (t_i,Kat_j) = ΔM1 (t_i+l,Kat_j ) = ΔM9 (t_i+l,Kat_j) -
Ml(t_i+l,Kat_j)+Ml(t_i,Kat_j)
Vol_l(t_i+1)+Vol_l(t_i) [α(Kat_j)*T_F(Kat_j)*ΔS3(t_i+l)+ß(Kat_j)*ΔS7(t_i+l)]
Diese Di f ferenzengleichung wird durch Δt = t_i + l - t_i divi ¬ diert . I ndem Δt -> 0 gebildet wird, entsteht hieraus di e Dif ¬ ferentialgleichung
Figure imgf000021_0001
Diese Differentialgleichung wird numerisch gelöst. Die nume¬ rische Lösung der Differentialgleichung bedeutet letztlich auch, daß eine Differrenzengleichung gelöst wird .
In einer Fortbildung der Ausgestaltung wird zusätzlich be¬ rechnet, welche Masse an Fluid und welche Masse an Partikeln sich insgesamt nach jedem Reinigungsvorgang in «der Reini¬ gungsanlage befinden. Fluid mit Partikeln befincdet sich zum einen im Tauchbecken 1, zum anderen im Filtersystem F oder in einer Verbindungsleitung zwischen Tauchbecken 1 und Filter¬ system F. Sei Vol_2 das Volumen des Fluids 20, «das sich zu einem Zeitpunkt im Filtersystem F oder einer dezr Verbindungs¬ leitungen befindet. Dieses Volumen Vol_2 wird aZLs zeitlich konstant vorausgesetzt, weil das Filtersystem kontinuierlich betrieben wird. Mit M8 (t,Kat_j ) wird die Gesamt -Masse aller Partikel der Kategorie Kat_j , die sich zum Zeitpunkt t in dem Filtersystem F oder einer Verbindungsleitung befinden, be¬ zeichnet. Unter den oben genannten Voraussetzungen gilt für jede Kategorie Kat_j
M8(t i+l,Kat j) = α(Kat j)* ^-= *Ml(t i+l,Kat j)
- v -Jj Vol_l(t_i + 1) V - "
Die Gesamt-Menge M (t , Kat_j ) der Partikel der Kategorie Kat_j , die sich zum Zeitpunkt t in der Reinigungsanlage bef inden, beträgt demnach
M (t , Kat_j ) = Ml (t , Kat_j ) + M8 (t , Kat_j ) .
Das Gesamt-Volumen VoI (t) der Flüssigkeit 20 zum Zeitpunkt t in der Reinigungsanlage beträgt
VoI (t) = Vol_l(t) + \/ol_2.
Diese Gesamt-Mengen und das Gesamt-Volumen wird durch Summa- tion für jeden Zeitpunkt t_i (i=0, 1,2, 3,...) berechnet. Im folgenden wird beschrieben, wie d_Le benötigten Werte für die Differenzengleichung bestimmt werrden. Beim Eintauchen ei - ner Karosserie 2 wird ein Strom S9 von Partikeln unterschied.- licher Durchmesser der Flüssigkeit 2O im Tauchbecken 1 zuge¬ führt. Für jede Kategorie Kat_j resuLtiert der Eintrag ΔM9 (t_i+l,Kat_j ) aus dem Eintauchen einer Karosserie im Zeit¬ raum von t_i bis t_i+l. Um diesen Eintrag zu ermitteln, wer¬ den Versuche mit einer Referenz-Karosserie durchgeführt, und. gemessen wird die Gesamt-Masse der Partikel der Kategorie Kat_j , die in einem etwa gleichlangen Zeitraum im Tauchbeck&n 1 gelöst werden. Beispielsweise wird die Referenz-Karosserie den etwa gleich langen Zeitraum lang in eine zuvor partikel¬ freie Flüssigkeit im Tauchbecken 1 eingetaucht und diesem wieder entnommen. Aus der Flüssigkeit, die durch die Refe¬ renz-Karosserie verschmutzt wird, weirden die Partikel sorg¬ fältig herausgefiltert. Die gesamte Masse ΔM9 der herausge¬ filterten Partikel wird durch Wiegen gemessen, die Partikel werden hinsichtlich ihrer unterschiedlichen Durchmesser ge¬ trennt, und der auf die Masse bezogene Anteil der Partikel, die zur Kategorie Kat_j gehören, wird ermittelt. Hierfür wirrd beispielsweise eine Stichprobe aus den herausgefilterten Par~- tikeln entnommen, und ermittelt wird jeweils, wie viele Par¬ tikel in welche Kategorie gehören und was diese insgesamt wiegen. Dadurch wird für jede Kategorie ein Referenz-Eintrag" ΔM9(Kat_j) ermittelt. In den Differenzengleichungen ist für jedes i=l,2,3,... ΔM9 (t_i+l,Kat_j) = ΔM9 (Kat_j) .
In einer Ausführungsform wird angenommen, daß in jedem Rein__- gungsvorgang annähernd die gleiche Gesamt-Masse von Partikeln der Kategorie Kat_j von der Kategorie 2 in das Tauchbecken __ gelangen. In einer weiteren Ausführungsform werden r ver¬ schiedene Typen Typ_l, ... , Typ_r von Karosserien unterschie¬ den. Für jeden dieser Typen wird der oben beschriebene Refe¬ renz-Vorgang durchgeführt. Dadurch wird für jeden Typ Typ_k (k=l,...,r) ein Referenz-Eintrag ΔM9 (Kat_j ,Typ_k) ermittelt.
Weiterhin wird ein Produktionsplan vorgegeben, der festlegt, von welchem der r Typen die Karosserie ist, die im Zeitraum von t_i bis t_i+IL in das Tauchbecken 1 eingetaucht wird. Falls die Karosserie vom Typ Typ_k ist, so ist ΔM9 (t_i+l,Kat_j) = ΔM9 (Kat_j ,Typ_k) .
Durch Versuche mit Referenz-Karosserien werden auch Schätz¬ werte für α(Kat_j) und ß (Kat_j) ermittelt. In der einfachster^ Ausgestaltung wiard angenommen, daß beide Faktoren für jede Kategorie Kat_j gleich 1 sind.
Der Zufluß Sl von unverschmutzter Flüssigkeit 20 und der Ab¬ fluß S2 von verschmutzter Flüssigkeit 20 werden gezielt gere¬ gelt, um das Volumen Vol_l der Flüssigkeit 20 im Tauchbecken 1 innerhalb vorgegebener Schranken zu halten. Damit wird ei¬ nerseits vermieden, daß das Tauchbecken 1 überläuft, und an¬ dererseits sichergestellt, daß eine Karosserie 2 vollständig in die Flüssigkeit 20 im Tauchbecken 1 eingetaucht wird. Bei¬ spielsweise bleibt der Volumenstrom Sl pro» Zeiteinheit kon¬ stant, so daß ΔSl (t_i+l) gleich ΔS1 * (t_i +1 - t_i) ist, wo¬ bei ΔS1 der konstanten Volumenstrom pro Zeiteinheit ist, z. B. in der Maßeinheit [l/min] . Auch der Zufluß S3 vom Tauchbe— cken 1 in das Filtersystem F wird geregelt , damit sind die benötigten Werte für das Lösen der Differenzengleichung be¬ kannt.
Der Trenngrad T_F(Kat_j) des Filtersystems F wird vorzugswei¬ se ebenfalls durch Versuche bestimmt. Hierfür werden ver¬ schiedene Referenz-Mengen von Partikeln verwendet. Die Durch¬ messer der Partikel einer Menge fallen in dieselbe Kategorie Kat_j , und gemessen wird, welchen Anteil am den Partikeln derr Referenz-Menge das Filtersystem F jeweils lierausfiltert.
Eine Ausgestaltung sieht vor, das gesamte Filtersystem F im Versuch wie gerade beschrieben zu testen. Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht hingegen daraus, die Trenngrade der einzelnen Filter getrennt voneinander zu messen und den Trenngrad des Filtersystems F aufgrund der einzelnen Trenn¬ grade sowie der Verschaltung der Filter zürn Filtersystem F zu. berechnen. Dies wird im Folgenden am Beispiel der Fig. 2 er¬ läutert. Für jede Kategorie Kat_j werden zunächst die drei Trenngrade T_Fl(Kat_j) , T_F2(Kat_j) und T_F3(Kat_j) der einzelnen drei Filter Fl, F2 und F3 gemessen. Der Trenngrad T_F(Kat_j) des Filtersystems F hängt wie im Folgenden beschrieben von den Trenngraden der einzelnen Filter Fl, F2 und F3 ab :
Mit ΔM3 (t_i+l,Kat_j) , ΔM4(t_i+l,Kat_j) , ΔM1_2 (t_i -+1, Kat_j ) , ΔM1_4 (t_i+l,Kat_j) , ΔM2_3 (t_i+l,Kat_j ) , ΔM3_4 (t_i+1,Kat_j ) , ΔM3 (t_i+l,Kat_j ) , ΔM4 (t_i+l,Kat_j ) , ΔM5 (t_i+l,Kat__j ) und ΔM6 (t_i+l,Kat_j ) werden die Massen derjenigen Partikel be¬ zeichnet, die zur Kategorie Kat_j gehören und die in einem Zeitraum von t_i bis t__i+l in den jeweiligen Ströτnen, die in Fig. 2 gezeigt werden, transportiert werden. In einem Zeit¬ raum von t_i bis t_i+l filtert F2 einen - auf die Masse bezo¬ genen - Anteil von T_Fl(Kat_j) aus dem Strom S3 heraus. Her¬ ausgefilterte Partikel gelangen in den Strom Sl_2. Nicht her¬ ausgefilterte Partikel gelangen in den Strom Sl_4 und werden wieder dem Tauchbecken 1 zugeführt. Also gilt:
ΔM1_2 (t_i+l,Kat_j ) = T_F1 (Kat_j ) * ΔM3 (t_i+l,Kat_j ) und
ΔM1_4 (t_i+1,Kat_j ) = ΔM3 (t_i+1,Kat_j) - ΔM1_2 (t_iH-1, Kat_j ) = [1 - T_F1 (Kat_j ) ] * ΔM3 (t_i+l,Kat_j )
Diejenigen Partikel im Strom Sl_2, die vom Filter F2 heraus- gefiltert werden, werden mit dem Strom S5 dem Kreislauf ent¬ zogen. Die nicht herausgefilterten Partikel gelangen in den Strom S2_3. Also gilt:
ΔM5 (t_i+l,Kat_j) = T_F2(Kat_j) * ΔM1_2 (t_i+l,Kat_j ) und
ΔM2_3 (t_i+l,Kat_j) = ΔM1_2 (t_i+l,Kat_j ) - ΔM5 (t_iH-I,Kat_j ) = [1 - T_F2(Kat_j)] * ΔM1_2 (t_i+l,Kat_j)
Die Partikel im Strom S2_3 werden dem Filter F3 ziαgeführt. Diejenigen Partikel im Strom S2_3, die vom Filter F3 heraus- gefiltert werden, werden mit dem Strom S6 dem Kreislauf ent¬ zogen. Die nicht herausgefilterten Partikel gelangen in den Strom S3_4. Also gilt: ΔM6(t_i+l,Kat_j) = T_F3(Kat_j) * ΔM2_3 (t_i+l,Kat_j ) und ΔM3_4 (t_i + l,Kat_j) = ΔM2_3 (t_i + l, Kat_j ) - ΔMβ (t__i + l , Kat_j ) = [1 - T_F3 (Kat_j ) ] * ΔM2_3 (t_i+l,Kat_j)
Die beiden Ströme Sl_4 und S3_4 werden zum Strom S4 vereinigt und gelangen wieder in das Tauchbecken 1. Somit gilt :
ΔM4 (t_i + l,Kat_j) = ΔM1_4 (t_i + l, Kat_j ) + ΔM3_4 (t_i + l , Kat_j ) =
[1 - T_F1 (Kat_j) ] * ΔM3 (t_i+l,Kat_j) + [1 - T_F3 (Kat_j ) ] * ΔM2_3 (t_i+l,Kat_j) =
[1 - T_F1 (Kat_j ) ] * ΔM3 (t_i+l, Kat_j ) +
[1 - T_F3 (Kat_j ) ] * [1 - T_F2 (Kat_j) ] * ΔM1_2 (t_i + l , Kat_j ) =
[1 - T_Fl(Kat_j)] * ΔM3 (t_i+l,Kat_j) +
[1 - T_F3(Kat_j)] * [1 - T_F2(Kat_j)] * T_F1 (Ka.t_j ) * ΔM3 (t_i+l,Kat_j)
Weil in diesem Ausführungsbeispiel der Trenngrad nicht von der Zeit abhängt, folgt hieraus: τ F(Kat j, . AM4(t_i + l,Ka._j) _ ΔM3(t_i + l,Kat_j)
T_Fl(Kat_j) - T_Fl(Kat_j) * [1 - T_F2 (Kat_j ) ] * [1 - T_F3 (Kat_j) ]
Diese Berechnungen lassen sich automatisch von einem Compu¬ terprogramm durchführen, das auf einem Rechner abläuft . Dem Computerprogramm wird zum einen die Verschaltung der einzel¬ nen Filter vorgegeben, z. B. in Form eines gerichteten Gra¬ phen, dessen Knoten für die einzelnen Filter und dessen Kan¬ ten für die Ströme zwischen diesen Filtern steh_en. Zum ande¬ ren wird dem Programm der Trenngrad T_F_x(Kat_j ) jedes Fil¬ ters F_x vorgegeben. Zwischen den Partikelmassen im Zuführ¬ gut, Filtrat und Grobgut bestehen jedesmal die Zusammenhänge
ΔM_Grobgut (Kat_j) = T_F_x(Kat_j) * ΔM_Zuführgu.t (Kat_j ) und
ΔM_Filtrat (Kat_j ) = [1 - T_F_x(Kat_j) ] * ΔM_Zuführgut (Kat_j )
Eine andere Ausführungsform ermöglicht es, zeitliche Verände¬ rungen im Trenngrad eines Filters zu berücksichtigen. Diese zeitlichen Veränderungen resultieren z. B. daher, daß ein Filter im Laufe der Zeit durch herausgefiltertes Grobgut ver¬ stopft wird und daher in regelmäßigen Abständen gereinigt wird. Im folgenden wird angenommen, daß der Trenngrad eine s Filters F_x im Zeitraum von t_i bis t_i+l jeweils näherung~s- weise konstant bleibt. Sei T_F_x(t_i+l,Kat_j ) der Trenngra.d eines Filters F_x im Zeitraum von t_i bis t_i+l.
Beispielsweise wird alle zehn Zeitpunkte der Filter F_x ge - reinigt, so daß für j=l,2,.„ gilt:
T_F_x(t_l0*j ,Kat_j ) = T_F_x(t_0,Kat_j )
Die Verschlechterung, die die Verschmutzung des Filters be - wirkt, wird z. B. durch einen Faktor γ < 1 berücksichtigt. Dieser Faktor γ = γ(Kat_j) hängt vorzugsweise von der Katego¬ rie Kat_j ab.
T_F_x(t_i+1,Kat_j ) = γ(Kat_j ) * T_F_x(t__i,Kat_j ) .
Der Trenngrad T_F(Kat_j) des Filtersystems wird nicht berech¬ net. Statt dessen wird wie folgt ein System von Differen¬ zengleichungen automatisch aufgestellt.
Analog zum obigen Vorgehen wird eine Massenbilanz für den Kreislauf des Tauchbeckens 1 aufgestellt:
Ml(t_i+l,Kat_j) - Ml(t_i,Kat_j) = ΔM1 (t_i+l,Kat_j) =
ΔM9(t_i+l,Kat_j) - ΔM3 (t_i+l, Kat_j ) + ΔM4 (t_i+l, Kat_j ) - ΔM7(t_i+l,Kat_j)
Wie oben beschrieben, ist ΔM3 (t_i+l,Kat_j) = α(Kat ^MlCUHKatJHMlCU.KatJ) i + 1)
V ~" Vol_l(t_i + 1) + Vol_l(t_i) sowie
ΔM4(t_i+l,Kat_j) = [1 - T_F1 (Kat_j ) ] * ΔM3 (t_i+l, Kat_j ) + [1 - T_F3(Kat_j)] * [1 - T_F2(Kat_j)] * T_Fl(Kat_j) * ΔM3 (t_i+l,Kat_j) und ΔM7 (t_i+l,Kat_j) = ß(Kat j)*Ml(t.i+l,Kat_j)+Ml(t_i,Kat_j) ~ Vol_l(t_i+1)+Vol_l(t_i)
Dadurch wird ein System von Differenzengleichungen automa¬ tisch aufgestellt. Dieses System von Differenzengleichungen wird wieder schrittweise gelöst.
Jede der beiden Ausführungsformen liefeurt einen Weg, um für eine vorgegebene Kategorie Kat_j eine Atofolge von Vorhersage- Werten Ml(t_0,Kat_j) , Ml (t_l,Kat_j) , Ml (t_2,Kat_j) und so fort zu berechnen. Diese Berechnung wirci vorzugsweise dann abgebrochen, wenn ΔM1 (t_i+l,Kat_j ) - ΔMIL (t_i, Kat_j ) - oder
, ., . |ΔMl(t i+l,Kat j)-ΔMl(t i+l,Kat j)| auch die Steigung ^-= =^- ^-= ≡^11 - für eine t_i+l-t_i vorgegebene Anzahl m von Zeitpunkten t_d. jeweils kleiner oder gleich einer vorgegebenen oberen Schranlke ΔM_1 ist. Ist dies zu einem Zeitpunkt t_N der Fall, so ist ein eingeschwungener Gleichgewichtszustand erreicht, und die Berechnung wird für diese Kategorie Kat_j abgebrochen.
Vorzugsweise wird das obige Verfahren für jede Kategorie Kat_j durchgeführt. Für einen festen Zeitpunkt t_i wird da¬ durch näherungsweise die Verteilung der Partikel hinsichtlich ihrer Durchmesser berechnet, nämlich dii-irch die Meßwerte Ml (t_i,Kat_l) , Ml(t_i,Kat_2) , Ml (t_i,Kat_3) und so fort.
Für jeden Zeitpunkt t_i läßt sich die diLe berechnete Vertei¬ lung der Partikeldurchmesser zum Zeitpunkt t_i ausgeben und graphisch darstellen. Fig. 3 zeigt eine berechnete Verteilung der Partikeldurchmesser zum Gleichgewictits-Zeitpunkt t_N. Auf der x-Achse sind die Partikeldurchmessear d in [10~6 m] aufge¬ tragen, die x-Achse ist logarithmisch skaliert. Auf der y- Achse ist die Masse Ml (t_N,Kat_j) in [g] aller Partikel auf¬ getragen, die zu einer Kategorie Kat_j gehören und die sich zum Gleichgewichts-Zeitpunkt t_N im Tauchbecken 1 befinden.
In einem nachfolgenden Schritt wird zusätzlich die zeitliche Entwicklung der Gesamt-Masse aller Part±kel in der Flüssig¬ keit 20 im Tauchbecken 1 berechnet. Sei Ml (t) die Gesamt- Masse aller Partikel in der Flüssigkeit 20 im Tauchbecken 1 zum Zeitpunkt t. Weil der Trenngrad des Filtersystems F von dem Partikeldurchmesser d abhängt und weil die "Verteilung der Partikeldurchmesser im Strom S3 zeitlich veränderlich ist, kann in diesem Ausführungsbeispiel kein „durchs-chnittlicher" Trenngrad des Filtersystems F verwendet werden. Statt dessen wird eine Zeitreihe Ml(t_0), M_l (t_l) , M_l(t_2) , ... berechnet, indem für jedes i=0,l,2,... wie folgt summiert wird:
M
Ml(t_i)=^Ml(t_i,Kat_j)
In entsprechender Weise läßt sich die Gesamt-Ma.sse ΔM9 (t_i+l) aller Partikel berechnen, die im Zeitraum von t_i bis t_i+l von einer Karosserie 2 in das Tauchbecken 1 gelangen. Es ist für jedes i=0,l,2,...
M
ΔM9(t_i)=∑ΔM9(t_i,Kat_j)
Vorzugsweise wird zusätzlich die zeitliche Entwicklung der Partikelkonzentration einer Kategorie Kat_j sowie die gesamte Partikelkonzentration berechnet. Für jeden Zeitpunkt t_i
(i=0,...,N) wird hierfür der Quotient c(t_i,Kat_j)= M1^-1;Kat—3^
Vol__l(t_i) berechnet. Das Volumen der Partikel im Tauchbecken 1 wird ge¬ genüber dem Volumen der reinigenden Flüssigkeit 20 vernach¬ lässigt. Dieser Quotient c(t_i,Kat_j) ist die Konzentration der Partikel, die zur Kategorie Kat_j gehören, zum Zeitpunkt t_i im Tauchbecken 1. Die Gesamtkonzentration σ (t_i) zum
Zeitpunkt t i wird als Quotient c(t i) = ~ berechnet.
~ Vol_l(t_i)
In Fig . 4 wird beispielhaft eine berechnete zei tliche Ent¬ wicklung der Partikelkonzentration in der Flüss igkeit 20 im Tauchbecken 1 gezeigt . Auf der x-Achse ist die Zeit eingetra¬ gen . Markiert sind die Zeitpunkte t_5 , t_10 , t 15 , t_20 und t_25 . Auf der y-Achse ist die Partikelkonzentrεttion c (t_i ) zum j eweiligen Zeitpunkt t_i aufgetragen, beispielsweise in [g/m3 ] . Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, zusätzlich näherungs¬ weise zu berechnen, wie viele Partikel einer Kategorie sich zu einem Zeitpunkt t_i im Tauchbecken 1 befinden. Vorgegeben wird eine gemessene oder geschätzte mittlere Partikel-Dichte φ als Masse pro Volumeneinheit, z. B. in [g / cm3] . Die Par¬ tikel we-trden als näherungsweise kugelförmig angenommen. Ins¬ besondere metallische Partikel, die beim Zerspanen und Ent¬ graten gebildet werden, haben in der Tat eine annähernd ku¬ gelförmige Gestalt. Ein Partikel der Kategorie Kat_j hat ei¬ nen Durchmesser d, der zwischen d_j-l und d_j liegt. Seine
Masse liegat daher zwischen —3*π*(V 2 ))3*ΦΨ und —3 *π*(V—2—))3 *<Ψp,/
also zwischen "7*(d_j-l)3*φ und T*(d_j)3*φ
6 6
Der Quotient L-=_- =Jl ist eine untere Schranke für die
Figure imgf000029_0001
Anzahl der Partikel der Kategorie Kat_j , die sich zum Zeit ¬ punkt t_± im Tauchbecken 1 bef inden, der Quotient Ml(t_i,Kat _j) eine obere Schranke.
-*(d_j-l)3*φ 6
Wenn die obere Schranke für eine Kategorie und für alle Zeit¬ punkte t i kleiner als 1 ist, so befinden sich überhaupt kei¬ ne Partikel dieser Kategorie im Tauchbecken 1. d_max kann für zukünftige Berechnungen kleiner gewählt werden.
Die geracie beschriebene Ausführungsform des Verfahrens benö¬ tigt Werte für ΔM9 (t_i,Kat_j) (i=l,2,3,... und l<=j<=M). Bei¬ spielsweise werden durch Referenz-Reinigungsvorgänge Werte für ΔM9 (Kat_j) oder - im Falle von r unterschiedlichen Typen von Karosserien - Werte für ΔM9 (Kat_j ,Typ_k) mit l<=k<=r er¬ mittelt.
Eine Möglichkeit ist die, die M bzw. M*r Werte direkt vor¬ zugeben. Eine andere Möglichkeit ist die, eine Verteilungs¬ funktion VF_9 vorzugeben. Mit VF_9 (d,Typ_k) wird der Anteil der Partikel, deren Durchmesser kleiner oder gleich d ist, an der gesamten Masse der Partikel , die bei einem Reinigungsvor¬ gang von einer Karosserie des Typs Typ_k mit dem Strom S9 in das Tauchbecken 1 gelangen, bezeichnet . Dann gilt :
M
VF_9 ( d_ j , Typ_k ) = J] ΔM9(Kat _ j, Typ _ k) s owi e
ΔM9 (Kat_j , Typ_k) = VF_9 (d_j , Typ_k) - VF_9 (d_j -1 , Typ_k)
Offensichtlich ist VF_9(d,Typ_k) = 1 und d — > oo lim VF_9(d,Typ_k) = 0 d -» 0
Die im Folgenden beschriebene Ausgestaltung erL eichtert es , die Werte für ΔM9 (Kat_j , Typ_k) vorzugeben . Die unterschiedli ¬ chen Durchmesser von Partikeln, die mit der Karrosserie 2 in das Tauchbecken 1 eingetragen werden, werden statistisch be¬ schrieben . Eine Art cLer Beschreibung ist die , die Durchmes¬ ser-Verteilung der ei ngebrachten Partikel durch, eine statis ¬ tische Verteilungsfunktion VF_9 zu beschreiben. Die Vertei ¬ lungsfunktion VF_9 we ist eine statistische Dicntefunktion f_9 = f_9 (d) auf . Die Verteilungsfunktion VF_9 und die Dichte¬ funktion f_9 hängen wie folgt voneinander ab : d
VF _ 9(d) = ff _ 9(δ)dδ und — VF_9(d) = f_9(d) δ-o dd
Die Verteilungsfunktion VF_9 ist beispielsweise eine Normal ¬ verteilung oder eine ILogarithmische Normalverte ilung über d . Im Falle der Normalve Erteilung weist die Verteilungsfunktion VF_9 eine Dichtefunkt ion f_9 mit
Figure imgf000030_0001
Bevorzugt wird eine logarithmische NormalverteiILung verwen¬ det. Bei dieser Ausgestaltung hat die Dichtefunktion die Ges¬ talt: [ln(d)-ln(d50)]2
J >f>! p* r CτJ2 f 9 (d) = '2πσ2
Der Parameter d50 in der Dichtefunktion f_9 ist ein mittlerer Partikeldurchmesser: Die Hälfte der Masse aller Partikiel stammt von Partikeln mit einem Durchmesser kleiner oder gleich d50, die übrige Hälfte von Partikeln mit einem Durch¬ messer größer als d50. Der Parameter σ2 ist ein Maß fü_t_r die Streuung der Partikel-Durchmesser. Beide Parameter hängen in dieser Ausführungsform ab vom Typen Typ_k der jeweiligen Ka¬ rosserie, also d50 = d50(Typ_k) und σ2 = σ2 (Typ_k) .
Mit jeweils einer Karosserie des Typs Typ_k wird wie oben be¬ schrieben ein Referenz-Reinigurαgsvorgang durchgeführt, und die auf die Masse bezogene Verteilung der Partikeldurchmesser wird gemessen. Mit statistischen Schätzverfahren werden die beiden unbekannten Parameter d5o(Typ_k) und σ2 ( Typ_k) nähe¬ rungsweise berechnet. Möglicht ist auch, einen statistischen Test durchzuführen, ob die Annahme der logarithmischerx Nor¬ malverteilung zutrifft, z. B. einen Chi-Quadrat- Anpassungstest.
Vorzugeben sind also lediglich zwei Parameter d50 und er2 vor, beispielsweise beide in der Maßeinheit [ICT6 m] . Beide Para¬ meter können von Typ zu Typ varriieren. Die Verteilungsfunkti- on VF_9 wird beispielsweise mit Hilfe des Integrals üfc>er der Dichtefunktion f_9 numerisch berechnet. Dann gilt:
ΔM9(Kat_j ,Typ_k) = VF_9 (d_j ,Typ_k) - VF_9 (d_j-1,Typ_k) =
Figure imgf000031_0001
In einer Fortbildung dieser Ausgestaltung wird zusätzl_ich vorausgesetzt, daß auch der Trenngrad T_Fx(Kat_j) eines Fil¬ ters Fx mit Hilfe einer vom FiILter Fx abhängenden Vertei¬ lungsfunktion VF_Fx beschrieben werden kann.
Ein Filter Fx für Partikel weist einen Wirkungsgrad auf, der in der Regel um so größer ist, je größer der PartikelcLurch- messer ist . Dieser Wirkungsgrad wird bevorzugt als Trenngrad beschrieben . Der Trenngrad T_Fx = T_Fx ( Kat_j ) hängt ab vor¬ der Kategorie Kat_j der Partikel und is t def iniert als Quo¬ tient aus
- der Gesamt -Masse M_Grobgut (Kat_j ) de-tr vom Filter Fx aus dem zugeführten Fluid 20 herausgef ilfcerten Partikel der Kategorie Kat_j und
- der Gesamt-Masse M_Zuführgut (Kat_j ) der Partikel der Kate ¬ gorie Kat_j , die dem Filter Fx mit dem zugeführten Fluid
20 zugeleitet werden .
Hieraus folgt , daß für den Trenngrad T Fx (Kat__j ) des Filterrs
Fx gilt :
M_Grobgut (Kat_j) = T_Fx(Kat_j) * M_Zufixhrgut (Kat_j) .
Falls die Unterteilung des Wertebereicris für die möglichen Partikeldu.rchmesser immer weiter verfeinert wird, geht der Trenngrad T_Fx(Kat__j) über in einen vom. Partikeldurchmesserr d abhängenden Wirkungsgrad W_Fx(d) . Dieser Wirkungsgrad W_FxCd) ist der Qtxotient aus der Gesamt-Masse M_Grobgut(d) der vorn Filter Fx aus dem zugeführten Fluid 20 herausgefilterten Partikel mit dem Durchmesser d und der Gesamt-Masse M_Zuführgut (Kat_j)der Partikel- mit dem Durchmesser d, die dem Filter Fx mit dem zugeführten FluzLd 20 zugeleitet werden.
In der Regel wächst dieser Quotient und. strebt gegen 1 mit immer größerem Durchmesser d. Dann läßt sich der Trenngrad W_Fx(d) vorzugsweise als statistische Verteilungsfunktion
VF_Fx(d) mit einer statistischen Dichtefunktion f_Fx(d) be— d schrieben . Es ist W_Fx (d) = VF_Fx (d) = J f _ Fχ(δ)dδ . Es δ=o gilt :
d
Figure imgf000032_0001
Diese Ausgestaltung erleichtert die Vorgabe der Trenngrade für verschiedene Kategorien, was im Folgenden beschrieben wird.
Der Zusammenhang zwischen dem Trenngrad T_Fx(Kat_j) und der~ statistischen Dichtefunktion f_Fx(d) ist der folgende: Die Verteilung der Partikeldurchmesser im Zuführgut und die im Grobgut wird durch zwei Verteilungsfunktionen VF_Zuführgut und VF_Grobgut beschrieben. VF_ Zuführgut (d) ist der auf di_e Masse bezogene Anteil der Partikel mit einem Durchmesser kleiner oder gleich d an der Gesamt-Masse aller Partikel in Zuführgut. Entsprechend ist VF_Grobgut (d) der auf die Masse; bezogene Anteil der Partikel mit einem Durchmesser kleiner oder gleich d an der Gesamt-Masse aller Partikel im Grobgut- . Beide Verteilungsfunktionen besitzen je eine Dichtefunktioπt f_Zuführgut (d) bzw. f_Grobgut (d) . Es gilt: d VF_Zuführgut(d)= Jf_Zuführgut(δ)dδ und δ=o
—VF_Zufiihrgut(d)=f_Zuffihrgut(d) öd
Der entsprechende Zusammenhang gilt zwischen VF_Grobgut uncL f_Grobgut .
Mit M_Grobgut wird die Gesamt-Masse aller Partikel im Grobcfut bezeichnet, mit M_Zuführgut die Gesamt-Masse aller PartikeL im Zuführgut. Die Gesamt-Masse M_Grobgut (0,d) aller Partikel im Grobgut mit einem Durchmesser kleiner oder gleich d ist gleich d
M_Grobgut * VF_Grobgut (d) = M_Grobgut * J f _ Grobgut( δ)dδ . δ=0
Demnach ist M Grobgut (d) = —M_Grobgut(0,d) = ~ da
M_Grobgut * f_Grobgut (d) . Entsprechend gilt: M_Zuführgut (d) = M_Zuführgut * f_Zuführgut (d) Demnach ist M _ Grobgut(d) M _ Grobgut * f _ Grobgut(d)
TF Fx (d) =
M_Zuführgut(d) M _ Zuführgut * f _ Zufuhrgut(d) d sowie T_Fx (d) = Jf _ Fx(δ)dδ . δ = 0
Mit den obigen Bezeichnungen gilt : M_Grobgut(Kat_j)
T_Fx (Kat_j ) =
M_Zuführgut(Kat_j)
M _ Grobgut * d- jfjf _Grobgut(δ)dδ S=d_j-1 d_j
M _ Zuführgut* Jf _Zuführgut(δ)dδ δ=d_j-l
Falls die Unterteilung in Kategorien fein genug gewählt ist und d_j und d_j-l dicht beieinander liegen, so sind die Werte f_Grobgut (δ) für alle δ zwischen d_j und d_j—1 annähernd gleich. f_Grobgut (δ) kann daher durch ein f_Grobgut (d_x) mit einem d_x zwischen d_j-l und d_j ersetzt werden. Das entspre¬ chende gilt für f_Zuführgut (δ) . Dann folgt:
M _ Grobgut * V J f _ Grobgut(d _ x)dδ T_Fx (Kat_j ) = δ=d-H
M _ Zufuhrgut* Jf _Zufuhrgut(d_x)dδ δ=d_j-l d x M _ Grobgut * f _ Grobgut(d _ ^ : - = W Fx (d x) = Jf _ Fx(δ)dδ
M _ Zuführgut * f _ Zuführgut(d L _ x) δi
Denn es ist M_Grobgut (Kat_j ) = V J f _ Grobgut (δ)dδ w δ=d_j-l [d_j - d_j - l] * f_Grobgut (d_x)
Vorzugsweise wird auch der Trenngrad T_Fx(d) eines Filters Fx mit Hilfe einer logarithmischen NormalverteilLung behandelt. Die Dichtefunktion f_Fx(d) hat in dieser Ausgestaltung die Form [ln(d)-ln(d50)? f_Fx(d) = A*e σ2 mit zwei Parametern d50 = d50 (Fx) und σ2 = σ2 (Fx) . Der Faktor A wird so gewählt, daß gilt:
Figure imgf000035_0001
Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, einen Parameter d_min vorzugeben. Dies ist der Durchmesser der kleinsten Par¬ tikel, die ein Filter Fx herauszufiltern vermag. Es gilt also näherungsweise: T_Fx(d) = 0, falls d <= d_min ist. Weiterhin wird ein Parameter d__max vorgegeben. Alle Partikel, eieren Durchmesser größer als d_max sind, werden herausgefiLtert . Demnach gilt T_Fx(d) = 1, falls d >= d_max. Der Benutzer gibt die beiden Parameter d_min und d_max vor. Der Trenngrrad steigt dazwischen logarithmisch linear an. Um einen Trenngrad T_Fx(d) für einen Partikel-Durchmesser zwischen d_min und d_max zu berechnen, wird die Rechenvorschrift
, . ln(d)—ln(d min)
T_Fx(d) = — ^-= — verwendet. ln(d_max)-ln(d_min)
In dem bislang beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde die zeitliche Entwicklung der Gesamt-Masse Ml (t,Kat_j ) d&r Parti¬ kel in der Flüssigkeit 20 im Tauchbecken berechnet. Sine al¬ ternative Ausführungsform sieht vor, statt dessen das Gesamt¬ volumen der Partikel in der Flüssigkeit 20 im Tauchbecken zu berechnen. Entsprechend wird das Gesamt-Volumen der mit dem Strom S9 zugeführten Partikel der Kategorie Kat_j voirgegeben. Das Gesamt-Volumen aller mit dem Strom S3 abgeführten. Parti¬ kel und das der mit dem Strom S7 abgeführten Partikel der Ka¬ tegorie Kat_j werden in entsprechender Weise berechnet.
Vorzugsweise wird das Verfahren mit einer üblichen Datenver¬ arbeitungsanlage durchgeführt, z. B. mit einem PC odex einer Workstation. Diese Datenverarbeitungsanlage umfaßt Eingabege¬ räte, Ausgaberäte und eine Recheneinheit. Zu den Ausg-abegerä- ten gehören vorzugsweise ein Bildschirm und ein Drucker. Die Recheneinheit erzeugt eine interaktive graphische Benutzer¬ oberfläche auf clem Bildschirm.
Ein Benutzer erzeugt mit Hilfe der graphischen Benutzerober¬ fläche ein Blockidiagramm der Reinigungsanlage. Hierfür wählt er graphische Symbole aus einer elektronischen Bibliothek aus und plaziert sie auf dem Bildschirm. Diese Bibliothek umfaßt Symbole für Filter, Karosserie, Tauchbecken und Spritzbecken sowie für Verbirαdungsleitungen und für Zuflüsse und Abflüsse. Beispielsweise beschreibt ein Benutzer eine Reinigungsanlage mit dem Tauchbecken 1, den in Fig. 2 gezeigten drei Filtern des Filtersysterns F sowie den in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Verbindungsleitiαngen zwischen dem Tauchbecken 1 und den Fil¬ tern Fl, F2 und F3.
Mit jedem Symbol ist ein eigenes Datenobjekt im Sinne der ob¬ jektorientierterα Programmierung verbunden. Jedes Datenobjekt gehört einem Obj ekttyp an. Beispielsweise gibt es Objekttypen für Filter, Karosserie, Tauchbecken und Spritzbecken sowie für Verbindungsleitungen. Jeder Objekttyp besitzt bestimmte Attribute. Möglich ist, daß der Objekttyp Filter unterschied¬ liche Unter-Objekttypen für die verschiedenen Filterarten um¬ faßt und entsprechend der Objekttyp Karosserie unterschiedli¬ che Unter-Objekttypen für die verschiedenen Arten von Karos¬ serien umfaßt. Λus dem Blockdiagramm und den typisierten Da¬ tenobjekten werclen automatisch die Differenzengleichungen er¬ zeugt. Hierfür werden hinterlegte Zusammenhänge ausgewertet. Insbesondere ist für den Objekttyp Filter der oben beschrie¬ bene Zusammenhang hinterlegt, daß
ΔM_Grobgut (d) = T_Fx(d) * ΔM_Zuführgut (d) und
ΔM_Filtrat (d) = [1 - T_Fx(d)] * ΔM_Zuführgut (d) gilt.
Mit Hilfe der grraphisehen Benutzeroberfläche legt der Benut¬ zer die Werte für die Attribute der Datenobjekte fest. Hier¬ für klickt er auf das Symbol für das entsprechende Datenob- jekt Beispielsweise legt er/sie das anfängliche Volumen Vol_l(t_0) der Flüssigkeit 20 im Tauchbecken 1 fest. Weiter¬ hin legt er/sie den Eintrag ΔM9 (t) an Partikeln fest, die durch das Eintauchen der Karosserie 2 in das Tauchbecken 1 eingetragen werden. Vorzugsweise hängt ΔM9(t> nur von der Art der Karosserie ab, aber nicht vom Zeitpunkt t. Außerdem gibt er/sie die Verteilung VF_9 (d) der Partikel-Durchmesser, die von einer Karosserie 2 während des Eintauchens in das Tauch¬ becken 1 eingetragen werden. Der Benutzer gilot die Trenngrade der Filter vor, im Beispiel der Fig. 2 also die drei Trenn¬ grade T_F1 (d) , T_F2 (d) und T__F3 (d) . Weiterhin legt er/sie die Volumenströme Sl, S2, S3, S7 fest. Im einfachsten Falle sind diese zeitlich konstant, der Benutzer legt jeweils einen Wert für den Volumenstrom z. B. in [m3/h] fest. Für S4 braucht der Benutzer keinen Wert einzugeben, denn der Volumenstrom S4 wird wie oben beschrieben berechnet.
Die Verteilungsfunktion VF_9 (d) der Durchmesser der von einer Karosserie 2 abgelösten Partikel sowie die T_tτenngrade der Filter hängen ab von dem Partikel-Durchmesser. Eine Ausfüh¬ rungsform, diese Werte vorzugeben, ist die, daß der Benutzer für jeden der wie oben beschrieben vorgegebenen Kategorien Kat_j je einen Wert für die Verteilungsfunkt±on und die Trenngrade vorgibt. Er/sie gibt also die Werte VF_9(d_l), VF_9(d_2), VF_9(d_3) und so fort vor, außerdem die Werte T_Fl(Kat_l) , T_Fl(Kat_2) , T_Fl(Kat_3) und so fort. Automa¬ tisch geprüft wird, ob gilt:
0 <= VF_9(d_l)<= VF_9(d_2) <= VF_9(d_3) <= ... <= 1 sowie
M
£f_Fx(Kat_j)*[d_j-d_j-l]=l j=i
Alternativ gibt der Benutzer vor, welcher - auf die Masse be¬ zogene - Anteil f__l der Partikel, die von einer Karosserie 2 gelöst werden, einen Durchmesser haben, der kleiner oder gleich d_l ist. Weiterhin gibt er/sie vor, welcher Anteil f_2 die Partikel mit einem Durchmesser zwischen d_l und d_2 ha¬ ben, und so fort. Vorgegeben werden also Werte f_i für den - auf di_e Masse bezogenen - Anteil der abgelösten Partikel, de¬ ren Durchmesser zwischen d_j-l und d_j liegt (i=l,...,M) . Au¬ ßerdem gibt der Benutzer die Gesamt-Masse ΔM9 von Partikeln, die bei einem Reinigungsvorgang von einer Karosserie 2 in das Tauchh>ecken 1 gelangen, vor. Es ist ΔM9(Kat_j) = ΔM9*f_j .
Diese Werte werden wie oben beschrieben empirisch ermittelt, z. B. durch Versuche mit einer Referenz-Karosserie und Refe¬ renz-Filtern.
Der Benutzer gibt die beiden Parameter d50 und σ2 vor, bei¬ spielsweise beide in der Maßeinheit [10~6 m] . Die Vertei¬ lungsffunktion VF_9 wird beispielsweise mit Hilfe des Integ¬ rals ü_ber der Dichtefunktion f_9 numerisch berechnet.
Um den Trenngrad T_Fx eines Filters Fx vorzugeben, gibt der Benutzer die beiden Parameter d50 und σ2 ein. Diese variieren von Fi.lter zu Filter. Der Trenngrad T_Fx(d) für einen Parti¬ kel-Durchmesser d wird dann vorzugsweise gemäß der Rechenvor¬ schrift
Figure imgf000038_0001
mit eά_nem d_x aus dem Intervall von d_j-l bis d_j berechnet.
Vorzugsweise wird das Verfahren dazu verwendet, die Reini¬ gungsanlage mit dem Tauchbecken 1 und dem Filtersystem F aus¬ zulegen. Bei der Auslegung lassen sich folgende Stellgrößen variieren:
- das anfängliche Volumen Vol_l(t_0) der Flüssigkeit 20 im Tauchbecken 1, das Volumen pro Zeiteinheit der sauberen Flüssigkeit, die mit dem Strom Sl dem Tauchbecken 1 zugeführt wird, das Volumen pro Zeiteinheit der verschmutzten Flüssigkeit 20, die mit dem Strom S2 dem Tauchbecken 1 entnommenen wird., das Volumen pro Zeiteinheit der verschmutzten Flüssigkeit 20, die mit dem Strom S3 dem Tauchbecken 1 entnommen und dem Filtersystem F zugeführt wird,
- der Aufbau des Filtersystems F aus eirrzelLnen Filtern und die Verschaltung dieser Filter, die Trenngrade der einzelnen Filter Fx des Filtersystems F.
Wie lange eine Karosserie 2 im Tauchbecken 1 verweilt, ist durch die Taktzeit der Fertigungsanlage vorrgegeben und läßt sich in diesem Beispiel nicht variieren.
Das Verfahren wiird mehrmals mit unterschiedlichen Auslegungen durchgeführt. Für- jede Auslegung liefert das Verfahren insbe¬ sondere:
- die Gesamt-Masse Ml (t_i,Kat_j) der Partikel einer Katego¬ rie Kat_j, die sich zum Zeitpunkt t_i im Tauchbecken 1 be¬ findet,
- die Verteilung der Partikel-Durchmesser nach Erreichen des eingeschwungenen Gleichgewichtszustands zum Zeitpunkt t_N, die beispielhaft durch Fig. 3 gezeigt wird, und
- die zeitliche Entwicklung der Partikel-Konzentration c(t) im Tauchbecken 1, die beispielhaft durch Fig. 4 gezeigt wird.
Falls eine der beiden Kurven auf eine schlecht arbeitende Reinigungsanlage hindeutet, wird die Auslegung geändert. Das Verfahren ermöglicht es, die Reinigungsanlage systematisch auszulegen und die Auswirkungen verschiedener Auslegungen vorab miteinander? zu vergleichen, ohne eine reale Reinigungs¬ anlage aufbauen iαnd erproben zu müssen. Damit spart das Ver¬ fahren Zeit und Kosten ein. Eine Vorhersage erfordert wesent¬ lich weniger Zeit als ein Versuch mit einer? realen Reini¬ gungsanlage.
Beispielsweise werden verschiedene Entwürfe für das Filter¬ system F vorgegeben und miteinander verglichen. Die Entwürfe unterscheiden sich z. B. hinsichtlich der Verschaltung und/o- der der Trenngrade der einzelnen Filter voneinander. Für je¬ den Entwurf wird die maxiimale Gesamt-Menge der Partikel einer Kategorie ermittelt. Automatisch wird derjenige Entwurf er¬ mittelt, der zu der gerd_ngsten maximalen Gesamt-Menge. an Par¬ tikeln einer vorgegebenen Kategorie führt.
Die Stellgrößen S2, S3 vxnd T_F(d) beeinflussen clie Partikel- Konzentration nach ErreiLchen des Gleichgewichtszustandes um¬ gekehrt linear, die Stellgröße Vol_l überhaupt rαicht, und die Stellgröße Sl dient dazu., das Volumen Vol_l zeitlich konstant zu halten. Dies zeigt folgende Überlegung:
Mit c(Kat_j) wird die im Gleichgewichtszustand auftretende Konzentration der Partikiel, die zur Kategorie Kat_j gehören, im Tauchbecken 1 bezeichmet. Wie oben beschrieben, wird die zeitliche Entwicklung der Masse der Partikel im Tauchbecken 1 näherungsweise durch die Differenzengleichung
ΔM1 (t_i+l,Kat_j) =
ΔM9(t_i+l,Kat_j) -
Ml(t_i+l,Kat_j)+Ml(t_i,Kat_J)„
Vol_l(t_i+1)+Vol_l(t_i) [α(Kat_j)*T_F(Kat_j)*ΔS3(t_i+l)+ß(Kat_j)*ΔS7(t_i-f-l)] beschrieben. Im Gleichgewichtszustand, der zum Zeitpunkt t_N eintritt, ist ΔMl(t_N,d) annähernd gleich 0. Außerdem ist Ml(t_N+l) = Ml (t_N) . Für die folgende Ausführungsform wird außerdem vorausgesetzt, daß im Gleichgewichtszustand das Vo¬ lumen der Flüssigkeit 2O im Tauchbecken 1 annähernd gleich bleibt.
Somit gilt: ΔM9(t_i+l,Kat_j) =
Ml(t_N,Kat_j)
*[α(Kat_j)*T_F(Kat_j)*ΔS3(t_N)+ß(Kat_j)*ΔS7(t_N)]
Vol_l(t_N)
Hieraus folgt für die Partikelkonzentration c (Kat_j ) im Gleichgewichtszustand: Ml(t_N,Kat_j) c (Kat_j) =
Vol_l(t_N) ΔM9(t_N,Kat. J) oc(Kat_j)*T_F(Kat_j)*ΔS3(t_N)+ß(Kat_j)*ΔS7(t_N)
D±e drei Stellgrößen ΔS3, ΔS7 und T_F(Kat_j) treten linear im Nenner der Partikelkonzentration auf.
In einer Fortbildung dieser Ausgestaltung wir^d für jede Kate¬ gorie Kat_j (j=1,...,M) eine maximal zulässige Partikelkonzent¬ ration c_max(Kat_j) vorgegeben, beispielsweise indem eine für alle Kategorien gültige obere Schranke c_max vorgegeben wird. Zu. keinem Zeitraum darf die tatsächliche Konsentration der Partikel in der Flüssigkeit 20 im Tauchbeckerx 1 diese maximal zulässige Partikelkonzentration übersteigen. Geprüft wird, ob die berechneten Konzentrationen c(t_i,Kat_j) für jeden Zeit¬ punkt t_l (i=0,1,2,3,...) und jede Kategorie Ka-t__j (j=l,...,M) kleiner oder gleich der oberen Schranke c_max:(Kat_j) ist.
In einer weiteren Fortbildung wird berechnet, welche Menge an unverschmutzter Flüssigkeit 20 in einem Zeitr-aum von t_i bis t i+1 jeweils in das Tauchbecken 1 strömen muß, damit die be¬ rechnete Konzentration nicht die vorgegebene obere Schranke übersteigt. Hierfür wird zunächst jeweils ein niedriger Wert für ΔSl(t_i+l) (i=0,1,2,3,...) vorgegeben und berechnet, welche Partikel-Konzentrationen c(t_i+l,Kat_j) aus dieser Vorgabe j eweils resultieren. Ist die Partikelkonzentr-ation zu hoch, werden die Werte für ΔSl(t_i+l) (i=0,1,2,3,...) probeweise ver¬ größert, bis eine ausreichend niedrige Partikielkonzentration erreicht ist.
In einer weiteren Fortbildung wird wiederum eine maximal zu¬ lässige Partikelkonzentration vorgegeben. Abgeleitet wird, welcher Eintrag von Partikeln in jeweils einem Zeitraum zwi¬ schen t_i und t_i+l maximal zulässig ist, um die vorgegebene obere Schranke für die Partikelkonzentration nicht zu über¬ steigen. In dieser Fortbildung wird also nich-t der Strom Sl a.ngepaßt, sondern der Partikeleintrag mit dem. Strom S9. Bei¬ spielsweise wird die Gleichung ΔM9(t_N,Kat_j) c (Kat j ) = α(Kat _ j) * T _ F(Kat _ j) * ΔS3(t _ N) + ß(Kat _ j) * ΔS7(t _ ZN) nach ΔM9 umgestellt . Hieraus wird folgende obere Schranke hergeleitet :
ΔM9(t_N,Kat_j) c (Kat_j ) = α(Kat _ j) * T _ F(Kat _ j) * ΔS3(t _ N) + ß(Kat _ j) * ΔS7(t _ IN)
ΔM9(t_N,Kat_j) <= c_max(Kat_j)* (α(Kat_j)*T_F(Kat_j)*ΔS3(t_N)+ß(Kat_j)*ΔS^t_N)
Vorzugsweise wird mit Hilfe dieser Ungleichung jeweils ein Wert für ΔM9 (t_i,Kat_j ) abgeleitet. Durch Auswertung der Dif¬ ferenzengleichung wird geprüft, ob tatsächlich die obere Schranke für die Partikelkonzentration eingehalten wird.
In Fig. 5 wird ein Blockdiagramm einer weiteren Reinigungsan¬ lage gezeigt. In dieser Ausführungsform besteht das Tauchbe¬ cken 1 aus einem ersten Tauchbecken 10 und einem zweiten Tauchbecken 11. Das zweite Tauchbecken 11 fungiert als weite¬ res Tauchbecken 10 zur Nachbehandlung von Karosserien. Eine Karosserie wird zunächst in das erste Tauchbecken IO getaucht und diesem nach einer Zeit wieder entnommen. Anschließend wird die bereits vorgereinigte Karosserie in das Nachbehand- lungs-Tauchbecken 11 zur weiteren Reinigung eingetaucht.
Abweichend von der Reinigungsanlage der Fig. 1 wird dem ers¬ ten Tauchbecken 10 keine frische Flüssigkeit zugeführt, son¬ dern verschmutzte Flüssigkeit 20 aus dem NachbehandlLungs- Tauchbecken 11. Dieser Strom von Flüssigkeit von 11 nach 10 wird in Fig. 5 mit S34 bezeichnet. Weil in das Nachbehand- lungs-Tauchbecken 11 nur vorgereinigte Karosserien eingeführt werden, ist die Flüssigkeit 20 im Strom S34 deutlich, weniger verschmutzt als die im Strom S2. Dem Nachbehandlungs- Tauchbecken 11 wird frische oder gereinigte Flüssigkeit durch den Strom Sl zugeführt. Die Masse der Partikel in d-Lesem Strom Sl ist vernachlässigbar gering. An der Karosserie 2 haftet dann, wenn diese dem ersten Tauchbecken 10 entnommen wird, verschmutzte Flüssigkeit 20. Weil eine Karosserie 2 anschließend in das Nachbehandlungs- Tauchbecken 11 eingetaucht wird, fließt ein Strom S31 von verschmutzter Flüssigkeit 20 vom ersten Tauchbecken 10 in das Nachbehandlungs-Tauchbecken 11. Dieser Strom S31 ersetzt den Strom S7 der Fig. 1. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Karosserie 2 nach der Entnahme aus dem ersten Tauchbecken 10 noch solange über das Tauchbecken 10 gehalten, daß alle von der Karosserie 2 abtropfende Flüssigkeit 20 wieder in das er¬ ste Tauchbecken 10 gelangt und in das Nachbehandlungs- Tauchbecken 11 nur diejenige Flüssigkeit 20 gelangt, die z. B. aufgrund der Oberflächenspannung an cLer Oberfläche der Ka¬ rosserie 2 haftet.
Das Nachbehandlungs-Tauchbecken 11 ist tn.it einem weiteren Filtersystem F_N verbunden. Ein Strom S3_N fließt vom Nachbe¬ handlungs-Tauchbecken 11 in das weitere Filtersystem F_N. Dieses trennt den Strom S3_N in einen Strom S2_N von Grobgut und einen Strom S4_N von gereinigter Flüssigkeit 20, die wie¬ der in das Nachbehandlungs-Tauchbecken Ll gelangt.
Zwischen einem Zeitpunkt t_i und einem nachfolgenden Zeit¬ punkt t_i+l finden folgende Massenströme von Partikeln in das und aus dem ersten Tauchbecken 10 der Reinigungsanlage der Fig. 5 statt:
Partikel werden von der eingetauchten Karosserie 2 gelöst und gelangen in die Flüssigkeit 20 im ersten Tauchbecken 10.
- Aus dem ersten Tauchbecken 10 fließt ein Strom S3 mit ver¬ schmutzter Flüssigkeit 20 in das Filtersystem F.
- Das Filtersystem F entnimmt einen Strom S2 mit stark ver¬ schmutzter Flüssigkeit 20 dem Kreislauf.
- Aus dem Filtersystem F fließt ein Strom S4 mit gereinigter Flüssigkeit 20 zurück in das erste Tatαchbecken 10.
- Beim Entnehmen der Karosserie 2 aus dem Tauchbecken wird ein Strom S31 von verschmutzter und an der Karosserie 2 haftender Flüssigkeit 20 dem ersten Tauchbecken 10 entnom¬ men.
Ein Strom S34 mit verschmutzter Flüssigkeit 20 flieißt aus dem Nachbehandlungs-Tauchbecken 11 in das erste Tauchbe¬ cken 10.
Flüssigkeit 20 ohne Partikel verdunstet aus dem ersten Tauchbecken 10.
Die Gesamt-Menge der Partikel in der Flüssigkeit 20 der Kate¬ gorie Kat_j , die sich zum Zeitpunkt t im ersten Tauchbecken 10 befinden, wird mit MIO (t,Kat_j) bezeichnet, das VoLumen der Flüssigkeit 20 im ersten Tauchbecken 10 zum Zeitpunkt t mit Vol_10(t) . Für das erste Tauchbecken 10 und den Zeitraum von t__i bis t_i+l sowie für jede Kategorie Kat_j wird daher folgende Bilanz der Partikel-Masse erzeugt:
MIO (t_i+l,Kat_j) - MIO (t_i,Kat_j) = ΔM10(t_i+l,Kat_j ) =
ΔM9 (t_i+l,Kat_j) - ΔM3 (t_i+l,Kat_j) + ΔM4 (t_i+l,Kat_j> - ΔM31 (t_i+l,Kat_j) + ΔM30 (t_i+l,Kat_j) .
Analog zu dem oben beschriebenen gilt ΔM3 (t_i+l,Kat_j) = α(Kat ^MlO(O+IKaO)+MlO(UKaQ) Vol_10(t_i+1)+Vol_10(t_i) sowie
ΔM4 (t_i+l,Kat_j) = [1 - T_F(Kat_j)] * ΔM3 (t_i+l,Kat_j) sowie
ΛM31 (t_i+l,Kat_j) = ß(Kat ^MlOCUUKatJ)+MlO(U^t-J)
HV ~ JJ Vol_10(t_i + 1) + Vol_10(t_i) - J
Für das Volumen Vol_ll wird folgende Dif ferenzengleichiung aufgestellt :
Vol_ll ( t_i+l ) = Vol_ll (t_i ) + ΔS34 ( t_i+l ) - ΔS3 ( t_i+l) + ΛS4 (t i + 1 ) - ΔS31 (t i + 1 ) Diese Bilanzen werden wie oben beschrieben automatisch auf¬ grund des in Fig. 5 gezeigten Flußdiagramms der Reinigungsan¬ lage generiert.
In dem Zeitraum von t i nach t_i+l finden folgende Massen¬ ströme von Partikeln in das und aus dem Nachbehandlungs- Tauchbecken 11 statt:
- Dadurch, daß eine Karosserie 2 dem ersten Tauchbecken 10 entnommen und anschließend in das Nachbehandlungs- Tauchbecken 11 eingetaucht wird, gelangt verschmutzte Flüssigkeit 20 vom ersten Tauchbecken 10 in das Nachbe- handlungs-Tauchbecken 11. Dieser Strom wird in Fig. 5 mit S31 bezeichnet.
Weitere Partikel wearden von der eingetauchten Karosserie 2 abgelöst und gelangen in die Flüssigkeit 20 im Nachbehand- lungs-Tauchbecken 1IL. Dies bewirkt einen zusätzlichen Ein¬ trag von Partikeln ±n das Nachbehandlungs-Tauchbecken 11. Dieser Eintrag wird als Strom S9_N bezeichnet.
- Aus dem Nachbehandlungs-Tauchbecken 11 fließt ein Strom S3_N mit verschmutzter Flüssigkeit 20 in das Filtersystem F_N.
Das Filtersystem F_ISr entnimmt einen Strom S2 mit stark verschmutzter Flüssigkeit 20 dem Kreislauf.
- Aus dem Filtersystem F_N fließt ein Strom S4_N mit gerei¬ nigter Flüssigkeit 20 zurück in das Nachbehandlungs- Tauchbecken 11.
Beim Entnehmen der Karosserie 2 aus dem Nachbehandlungs- Tauchbecken 11 wird ein Strom S7_N von verschmutzter und an der Karosserie 2 haftender Flüssigkeit 20 dem Nachbe¬ handlungs-Tauchbecken 11 entnommen.
- Ein Strom Sl mit unverschmutzter oder gut gereinigter Flüssigkeit 20 fließt in das Nachbehandlungs-Tauchbecken 11.
- Flüssigkeit 20 ohne Partikel verdunstet aus dem Nachbe¬ handlungs-Tauchbecken 11. Mit T_F_N(Kat_j ) wird der Trenngrad des weiteren Filtersys¬ tems F_N bezeichnet, mit MIl (t,Kat_j ) die Masse aller Parti¬ kel, die sich zum Vorhersage-Zeitpunkt t im Nachbehandlungs- Tauchbecken 11 befinden und die zur Kategorie Kat_j gehören. Mit ΔM11 (t_i+l,Kat_j ) wird die gesamte Masse der Partikel be¬ zeichnet, die mit dem Strom S31 im Zeitraum von t_i bis t_i+l in das Nachbehandlungs-Tauchbecke-n 11 eingetragen werden und die zur Kategorie Kat_j gehören. Mit ΔM9_N(t_i -t-1,Kat_j ) wird die gesamte Masse der Partikel bezeichnet, die zusätzlich im Zeitraum von t_i bis t_i+l von der Karosserie 2 abgelöst und mit dem Strom S9_N in das Nachbehandlungs-Tauclibecken 11 ein¬ getragen werden und die zur Kategorie Kat_j geliören. Das Vo¬ lumen der Flüssigkeit 20 im Nachbehandlungs-Taxichbecken 11 zum Zeitpunkt t sei Vol_ll(t) .
Für das Nachbehandlungs-Tauchbecken 11 und den. Zeitraum von t_i bis t_i+l wird folgende Bilanz der Partikel-Masse aufge¬ stellt:
Mll(t_i+l,Kat_j) - MIl (t_i,Kat_j) = ΔM11 (t_i+l , Kat_j ) =
ΔM31 (t_i+l , Kat_j ) - ΔM34 (t_i + l , Kat_j ) + ΔM9_N ( t_i + l , Kat_j ) - ΔM3_N (t_i + l , Kat_j ) + ΔM4_N (t_i + l , Kat_j ) - ΔM7_JN (t_i + l , Kat_j )
Entsprechend zu dem oben Beschriebenen gilt: ΔM3_N(t_i+l,Kat_j) = α N(KatJ)^M11(t-i+1'KatJ)+M11(t-i'Kat-J)*ΔS3 N(t i+l) Vol_ll(t_i+1)+Vol_ll(t_i) ~ sowie
ΔM4_N (t_i+l , Kat_j ) = [1 - T_F_N (Kat_j ) ] * ΔM3 JN (t_i+l , Kat_j ) sowie
ΔM7_N (t_i+l , Kat_j ) =
ß N(KatJ) ^ M1 1(t-i + 1'KatJ) + M11(t-i-KatJ) *ΔS7 N(t i + l) . VoIJ l(t_i + l) + VoIJ l(t_i) "
Für das Volumen Vol_ll (t) der Flüssigkeit 20 im Nachbehand¬ lungs -Tauchbecken 11 wird folgende Dif ferenzengleichung er¬ zeugt : Vol_l l ( t_i + 1 ) = Vol_ll (t_i ) + ΔS31 (t_i + l ) - ΔS34 (t_i + l ) - ΔS3_N ( t_i + l ) + ΔS4_N (t_i + l ) - ΔS7_N (t_i + l ) + ΔSl ( t_i + l )
Diese Differenzengleichungen werden so wie oben beschrieben. schrittweise gelöst. Berechnet werden insbesondere: die Verteilung der Partikel-Durchmesser im ersten Tauchbe- cken 10 nach Erreichen des eingeschwungenen Gleichge¬ wichtszustands,
- die Verteilung der Partikel-Durchmesser im Nachbehand- lungs-Tauchbecken 11 nach Erreichen des eingeschwungenen GIeichgewichtszustands, die zeitliche Entwicklung der Partikel-Konzentration c__L0 (t, Kat_j ) im ersten Tauchbecken 10 und die zeitliche Entwicklung der Partikel-Konzentration c_3_l (t, Kat_j ) im Nachbehandlungs-Tauchbecken 11.
Analog zum Tauchbecken 1 gilt für die Partikel- Konzentrationen in den beiden Tauchbecken 10 und 11: c 10(t,κat J) . M15&MJ) und
Vol_10(t) c 11(tfKat j} . MUCt1KaU) - - Vol_ll(t)
Auch in dieser Reinigungsanlage lassen sich verschiedene Stellgrößen auslegen. Das Verfahren wird vorzugsweise dazu angewendet, verschiedene Auslegungen zu erproben und die je ¬ weils bewirkten Partikelkonzentrationen in den beiden Tauch. - becken 10 und 11 zu berechnen. Insbesondere lassen sich fol - gende Einstellungen variieren:
- die Volumina der Ströme Sl, S34, S3 und S3_N
- die Trenngrade der Filtersysteme F und F_N
- die Anfangs-Volumina Vol_10(t_0) und Vol_ll (t_0) von Flüs¬ sigkeit 20 in den beiden Tauchbecken 10 und 11.
Fig. β zeigt ein Blockdiagramm für die Reinigungsanlage von Fig. 5 mit einem zusätzlichen Filtersystem F_M. Dieses Fil¬ tersystem reinigt den Strom S34 von verschmutzter Flüssigkeit aus dem Nachbehandlungs-Tauchbecken 11. Der Strom mit gerei¬ nigter Flüssigkeit wird in Fig. 6 mit S35 bezeichnet, der vom Filtersystem F_M aus dem Kreislauf entfernte Strom mit stark verschmutzter Flüssigkeit mit S2_M.
Die Reinigungsanlage kann auch mehrere kaskadierte Nachbe- handlungs-Tauchbecken haben. Eine- Karosserie 2 wird zunächst in das erste Tauchbecken 10 und dann nacheinander in die kaskadierten Nachbehandlungs-Tauchbeclken 11 und 12 getaucht. Das in dieser Abfolge letzte Nachbehandlungs-Tauchbecken wird mit frischer Flüssigkeit versorgt. Verschmutzte Flüssigkeit 20 fließt von jedem Nachbehandlungs-Tauchbecken in das vorige Nachbehandlungs-Tauchbecken sowie vom ersten Nachbehandlungs- Tauchbecken 11 in das erste Tauchbeckien 10. Das Verfahren läßt sich auch auf eine derartige Reinigungsanlage anwenden, wobei wiederum Differenzengleichungen, generiert und gelöst werden.
Fig. 7 zeigt beispielhaft ein Blockdiagramm für eine Reini¬ gungsanlage mit einem ersten Tauchbecken 10 und zwei Nachbe¬ handlungsbecken 11 und 12. Im Beispiel der Fig. 7 durchläuft eine Karosserie 2 nacheinander die Becken 11, 12 und 13. Das zweite Nachbehandlungsbecken 13 wird durch einen Strom Sl mit frischer Flüssigkeit 20 versorgt.
In einer weiteren Ausgestaltung der AΛisführungsform wird die Reinigungsanlage von Fig. 5, Fig. 6 oder Fig. 7 ohne ein Fil¬ tersystem betrieben. Die Massenbilanzen ändern sich entspre¬ chend. Die geänderten Massenbilanzen gehen aus den oben ge¬ nannten Massenbilanzen z. B. dadurch liervor, daß der Trenn¬ grad jedes Filtersystems auf 0 gesetzt wird. Dann gilt ΔM3 (t_i+l,Kat_j) = ΔM4 (t_i+l,Kat__j) .
Liste der verwendeten Bezugszeichen uxid Symbole
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5O
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Claims

DaimlerChrysler AGPatentansprüche
1. Verfahren zur Vorhersage der Verschmutzung eines Reinigungsmittels (20) durch eine Substanz, wobei
das Reinigungsmittel (20) in einer Reinigungsanlage verwendet wird, die ein Filtersystem (F) umfaßt, in der Reinigungsanlage eine Abfolge von mindestens zwei Reinigungsvorgängen durchgeführt wird, wobei in jedem der Reinigungsvorgänge mit Hilfe des Reini¬ gungsmittels (20) jeweils mindestens ein mit der Sub¬ stanz verschmutzter Gegenstand (2) gereinigt wird urtcl das Filtersystem (F) während der Reinigungsvorgänge die Menge der Substanz im Reinigungsmittel (20) senkt und das Verfahren die Schritte umfaßt, daß als Anfangs-Gesamt-Menge der Substanz ermittelt oder vorgegeben wird, welche Gesamt-Menge (Ml(t_0)) der Sub¬ stanz sich vor dem ersten Reinigungsvorgang im Reini¬ gungsmittel (20) befindet, für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge berechnet wird, welche Gesamt-Menge (Ml (t_i+l) ) der Substanz sich nach dem Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) befindete wobei - als eine Substanz-Zufluß-Menge des Reinigungsvorgangs berechnet wird, welche Gesamt-Menge (ΔM9 (t_i+l) ) der Substanz im Verlaufe des Reinigungsvorgangs vom im Reinigungs.-vorgang gereinigten Gegenstand (2) in das Reinigungsmittel (20) gelangt,
- als eine Substanz-Abfluß-Menge des Reinigungsvorgangs berechnet wird, welche Gesamt-Menge (ΔM2 (t_i+l) ) der Substanz das Filtersystem (F) im Verlaufe des Reini- gungsvorgaxiges aus dem Reinigungsmittel (20) heraus- filtert und
- die Gesamt-Menge (Ml(t_i+1)) der Substanz im Reini¬ gungsmitteIL (20) nach dem Reinigungsvorgang unter Verwendung der berechneten Substanz-Zufluß-Menge (ΔM9(t_i+l)) des Reinigxingsvorgangs, der berechneten Substanz-Abfluß-Menge (ΔM2 (t_i+l) ) des Reinig-ungsvorgangs und der berechneten Gesamt-Menge (M_l (t_i) ) der Substanz im Reinigungsmittel (20) nach dem vorigen Reinigungs- vorgang berechnet wird und wobei für: die Berechnung der Gesamt-Menge (Ml(t_l)) der Substanz im Reinigungsmittel (20) nach dem ersten Reinigungsvoargang die Anfangs-Gesamt-Menge (Ml (t_0) ) der Substanz vor dem ersten Reinigungsvorgang verwendet wird.
2. Verfahren nachi Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge bei der Berech¬ nung der Gesamt-Menge (Ml(t_i+1)) der Substanz im Reini¬ gungsmittel (20) nach dem ReinigungsVorgang berechnet wird, welche Gesamt -Masse die Substanz im R_ei- nigungsmittel (20) aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 odex Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge bei der Berech¬ nung der Gesamt-Menge (Ml(t_i+1) ) der Substanz im Reini¬ gungsmittel (20) nach dem Reinigungsvorgang berechnet wird, welches Gesamt-Volumen die Substanz Lm Reinigungsmittel (20) aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß. die Substanz Partikel, die nicht in dem Reinigungsmittel (20) löslich sind, umfaßt uncL für jeden Reinigungsvorgang dLer Abfolge bei der Berech¬ nung der Gesamt-Menge (Ml(t_i+1)) der Substanz im ReJLni- gungsmittel (20) nach dem Reinigungsvorgang berechnet wird, wie viele dieser Partikel sich im Reini¬ gungsmittel (20) befinden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Filtersystem (F) verschrmxtztes Reinigungsmittel C20) zum Herausfiltern der Substanz zugeführt wird und gereinigtes Reinigungsmittel (20) zum Reinigen wiederverwendet wird, ein für alle Reinigungsvorgärige gültiger Trenngrad (TT-F) des Filtersystems (F) als Quotient aus einer Gesamt-Menge der vom Filtersystem (F) aus dem zugeführten Reinigungsmittel (20) herausgefilterten Substanz und einer Gesamt-Menge der Substanz, die dem Filtersystem (F) mit dem zugeführten Reinigungsmittel (2O) zugeleitet wird, ermittelt wird und für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge
- berechnet wird, welche Gesamt-Menge (_ΔM3 (t_i + l) ) der Substanz im Verlaufe des Reinigungsvorrrgangs mit dem Reinigungsmittel (20) dem Filtersysterτi (F) zugeleitet wird, und
- die Substanz -Abfluß-Menge (ΔM2 (t_i+l) ) des Reinigungsvorgangs in Abhängigkeit von der Gesamt-Menge (ΔM3 (t_i + l) ) der im jeweiligen Reinigungsvorgang zugeleiteten Substanz und dem Trenngrad (T_F) des Filtersystems (F) berechnet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
- ein Entwurf des Filtersystems (F) vorgegeben wird,
- wobei der Entwurf festlegt, auf welche Weise mehrere Einzelfilter (Fl, F2, F3) zum Filters;ystem (F) verschaltet werden,
- je ein Trenngrad (T_F1, T_F2 , T_F3) jedes Einzelfilters (Fl, F2 , F3) ermittelt wird und
- der Trenngrad (T_F) des Filtersystems (F) in A-bhängigkeit von der Verschaltung der Einzelfilter
(Fl, F2, F3) zum Filtersystem (F) und den Trenngraden (T_F1, TJF2, T_F3) der Einzelfilter (Fl, F2, F3) ermittelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
- unterschiedliche Entwürfe des Filtersystems (F) vorgegeben werden und für jeden dieser Entwürfe je ein Verfahren nach Anspruch G durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden der Entwürfe die maximale Gesamt-Menge der Substanz ermittelt wird, die sich bei Verwendung dieses Entwurfs nach einem Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) befindet,
- und derjenige Entwurf ermittelt wird, der zu der geringsten maximalen Gesamt-Menge führt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß während jedes Reinigungsvorganges der Abfolge Reinigungsmittel (20) in die Reinigungsanlage zufließt und Reinigungsmittel (20) aus der Reinigungsanlage abfließt, eine Anfanges-Menge (Vol__l (t_0) ) des Reinigungsmittels (20) in der Reinigungsanlage vor dem ersten Reinigungsvorgang ermittelt oder vorgegeben wird und für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge - der Zufluß (ΔS1 (t__i+l) ) von Reinigungsmittel (20) in die Reinigungsanlage während des Reinigungsvorgangs berechnet oder vorgegeben wird,
- der Abfluß (ΔS2 (t_i+l) ,ΔS7 (t_i+l) ) von Reinigungsmittel (20) aus der Reinigungsanlage während des Reinigungsvorgangs berechnet wird und berechnet wird, welche Menge (Vol_l (t_i+l) ) des Reinigungsmittels (20) sich nach dem Reinigungsvorgang in der Reinigungsanlage befindet, wobei für die Berechnung der Reinigungsmittel-Menge nach dem Reinigungsvorgang die berechnete Menge des Reinigungsmittel-Zuflusses (ΔSl(t_i+l)) während des Reinigungsvorganges, die berechnete Menge des Reinigungsmittel-Abflusses (ΔS2 (t_i+l) ) , (ΔS7 (t_i+l) ) während des Reinigungsvorganges und die berechnete Reinigungsmittel-Menge (Vol_l (t_i) ) nach dem vorigen Reinigungsvorgang verwendet werden, wobei für die Berechnung der Reinigungsmittel-Menge nach dem ersten Reinigungsvorgang die Anfangs-Menge (Vol_l (t_0) ) des Reinigungsmittels (20) in der Reinigungsanlage verwendet wircfi und die Reinigungsmittel-Mengen ("Vol_l (t_0) ,Vol_l (t_l) ,...) und die berechneten Reinigungsmittel-Abfluß-Mengen (ΔS2 (t_i+l) ) , (ΔS7 (t_i+l) ) der Reinigungsvorgänge für die Berechnung der Substanz-Albfluß-Mengen (ΔM2 (t_0) ,ΔM2 (t_l),...) der Reinigungsvorgänge verwendet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge bei der Berechnung der Reinigungsmittel-Menge
- die Gesamt-Masse oder das Gesamt-Volumen des Reinigungsmittels (20) in der Reinigungsanlage nach dem Reinigungsvorgang berechnet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge berechnet wird, in welcher Konzentration (c(t_i+l)) die Substarrz nach dem Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) vorh_anden ist, wobei die Konzentration (c(t_i+l)) in Abhängigkeit von der berechneten Gesamt-Menge (Ml (t_i+l) ) der Substanz im Reinigungsmittel (20) nach dem Reinigungs^vorgang und
- der berechneten Reinigungsmittel-Menge (Vol__l (t_i+l) ) in der Reinigungsanlage nach dem Reinigungsvorgang berechnet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge die Substanz-Abfluß-Menge (ΔM2 (t_i+l) ) des Reinigungsvor- ganges in Abhängigkeit von dem berechneten Abfluß (ΔS2 (t_i+l) ) , (ΔS7 (t_i+l) ) von Reinigungsmittel (20) wäh¬ rend des Reinigungsvorganges berechnet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, da.ß für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge in Abhängigkeit von dem berechneten Zufluß (Sl) des Reinigungsmittels (20) während des Reinigungsvorganges berechnet wird, welche Menge der Substanz mit dem Zu¬ fluß (Sl) des Reinigungsmittels (20) in die Reini¬ gungsanlage während des Reinigungsvorganges zufließt, und diese berechnete Sulbstanz-Menge für die Berechnung der Substanz-Zufluß-Menge (ΔM9 (t_i+l) ) des Reinigungs¬ vorganges verwendet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, da.ß
ein zeitlicher Verlauf des Zuflusses (Sl) des Reinigungs¬ mittels (20) vorgegeben wird und für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge die Zufluß-Menge (ΔS1 (t_i+l) ) von Reinigungsmittel (20) während des Reini¬ gungsvorgangs in Abhängigkeit vom vorgegebenen zeitlichen Zufluß- Verlauf berechnet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14L, dadurch gekennzeichnet, daß
unterschiedliche zeitliche Verläufe des Zuflusses (Sl) des Reinigungsmittels (20) vorgegeben werden und das Verfahren nach Anspruch 14 für jeden dieser vor¬ gegebenen zeitlichen Verläufe durchgeführt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß ein zeitlicher Verlauf des Abflusses
(ΔS2 (t_i+l) ) , (ΔS7 (t_i+l) ) des Reinigungsmittels (20) wäh¬ rend der Reinigungsvorgänge vorgegeben wird und für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge die Abfluß-Menge (ΔS2 (t_i+l) ) , (ΔS7 (t_i+l) ) von Reinigungsmittel (20) wäh¬ rend des Reinigungsvorgangs in Abhängigkeit vom zeitlichen Abfluß-Verlauf berechnet wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß eine obere Schranke für die Konzentration der Substanz im Reinigungsmittel (20) vorgegeben wird und für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge berechnet wird, wie groß der Zufluß von Rei_nigungsmit- tel (20) in die Reinigungsanlage während des Reini¬ gungsvorganges mindestens sein muß, damit dann, wenn der berechnete Minimal-Zufluß als die Menge des Reinigungsmittel-Zuflusses (ΔS1 (t_i+l) ) im Reinigungsvorgang verwendet wird, der Quotient aus der berechneten Gesamt-Menge (Ml(t_i+1)) der Substanz im Reinigungsmittel (20) nach dem Reinigungsvorgang und der berechneten Reinigungsmittel-Menge (Vol_l (t_i+l) ) in der Reinigungsanlage nach dem ReinigungsVorgang kleiner oder gleich der vorgegebenen oberen. Schranke ist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, cLadurch gekennzeichnet, daß eine Unterteilung der Substanz in eine erste Kategorie und mindestens eine weitere Kategorie vorgegeben wird, in jedem der Reinigungsvorgänge der jeweilige Gegenstand (2) von Substanzen beider Kategorien gereinigt wird und für jeden ReinigungsVorgang der Abfolge die Gesamt- Menge (Ml (t_i+l,Kat_j ) ) der Substanz der ersten Kategorie, die sich nach dem Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) befinden, berechnet und als Gesamt-Menge (Ml (t_i+l,Kat_j ) ) der Substanz im Reinigungsmittel (20) nach dem Reinigungsvorgang verwendet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß als Anfangs-Gesamt-Menge (Ml(t_0)) der Substanz ermittelt oder vorgegeben wird, welche Anfangs-Gesamt-Menge (Ml (t_0,Kat_j ) ) der Substanz der ersten Kategorie sich vor dem ersten Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) befindet, und ffür jeden Reinigungsvorgang der Abfolge berechnet wird, welche Gesamt-Menge (ΔM9 (t_i+l,Kat_j ) ) der Substanz der ersten Kategorie im Verlaufe des Rei¬ nigungsvorgangs vom im Reinigungsvorgang gereinigten Gegenstand (2) in das Reinigungsmittel (20) gelangen, die berechnete Menge der in das Reinigungsmittel (20) gelangen Substanz der ersten Kategorie als die berechnete Substanz-Zufluß-Menge (ΔM9(t_i+l)) des Reinigungsvorgangs verwendet wird, - berechnet wird, welche Ge samt -Menge (ΔM2 (t_i + l, Kat_j ) ) der Substanz der ersten Kategorie das Filtersystem (F) im Verlaufe des Reinigungsvorganges aus dem Reini¬ gungsmittel- (20) herausfiltert, und die berechnete Menge der aus- dem Reinigungsmittel (20) herausgef ilLterten Substanz der ersten Kategorie als die beirechnete Substanz-Abflu-ß-Menge (ΔM2 (t_i + l) ) des Reinigtαngsvorgangs verwendet wird.
20. Verfahren nacli Anspruch 18 oder Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Substanz Partikel, die nicht in dem Reinigungsmittel (20) löslich sind, umfaßt und zur ersten Kategorie diejenigen Partikel der Substanz gehören, deren größter Durchmesser Cd) zu einem vorgegebenen Bereich möglicher Partikel -Durchmesser gehört .
21. Verfahren nach einem der Ansprüche IL bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klassifizierung der Substanz in mehrere Kategorien (Kat_l,...,Kat_lM) vorgegeben wird, und für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge für jede Kategorie (Kat_j ) berechnet wird, welche Gesamt -Menge (Ml (t_i+l,Kat_j ) ) de:r Substanz der Kategorie (Kat_j) sich nach dem Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) befindet, und
- bei der Ber-echnung, welche Gesamt— Menge (Ml(t_i + 1)) der Substanz sich nach dem Reinigτ_ιngsvorgang im Reinigungsini ttel (20) befindet, die für den Reinigungsvorgang berechneten Gesamt - Mengen der Kategorien (Ml (t_i+l, Kat_j ) ) verwendet werden.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Kategorie (Kat_j) ermittelt oder vorgegeberα wird, welche Anfangs -Gesamt -Menge (Ml (t_0, Kat_j ) ) der
Substanz der Kategorie (Kat j ) sich vor dem ersten
Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) befindet, für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge und für jede Kategorie (Kat_j )
als eine Substanz -Zufluß— Menge der Kategorie (Kat_j) berechnet wird, welche Gesamt-Menge
(ΔM9 (t_i + l,Kat_j) ) der Substanz der Kategorie (Klat_j ) im Verlaufe des Reinigungsvorgangs vom im Reinigαings- vorgang gereinigten Gegenstand (2) in das Reinig-ungs- mittel (20) gelangt, als eine Substanz-Abfluß— Menge der Kategorie (Kat;_j) berechnet wird, welche Gesamt-Menge
(ΔM2 (t_i+l,Kat_j ) ) der Substanz der Kategorie (ICat_j) das Filtersystem (F) im Verlaufe des Reinigungsvor¬ ganges aus dem Reinigungsmittel (20) herausf iltezrt , und
- berechnet wird, welche Gesamt-Menge (Ml (t_i+l,Ka-fc_j ) ) der Substanz der Kategorie (Kat_j) sich nach dem Rei¬ nigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) befindet- wofür die berechnete Substanz -Zufluß-Menge (ΔM9 (t_i+l , Kat_j ) ) der Kategorie (Kat_j ) , die berechnete Substanz -Abfluß-Menge (ΔM2 (t_i + l,Kat_j) ) der Kategorie (Kat_j) und die berechnete Gesamt-Menge (M_l (t_i,Kat_j ) ) der Sub¬ stanz der Kategorie (Kat_j ) nach dem vorrigen Reini¬ gungsvorgang verwendet werden.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß dem Filtersystem (F) verschmutztes Reinigungsmittel (20) zugeführt wird, für jede Kategorie (Kat_j) ein für alle
ReinigungsVorgänge gültiger Trenngrad (T_F(Kat_j ) ) des
Filtersystems (F) für die Kategorie als Quotient der Gesamt-Menge der vom Filtersystem (F) aτ_ιs dem zugeführten Reinigungsmittel (20) herausgef-llterten Substanz der Kategorie (Kat__j) und der Menge der Substanz der Kategorie (Kat_j ) , die dem Filtersystem (F) mit dem zugeführten Reinigungsmittel (20) zugeleitet wird, ermittelt wird und für jeden ReinigungsVorgang der Abfolge und für jede Kategorie (Kat_j) ermittelt wird, welche Gesamt-Menge (ΔM3 ( t_i+l, Kat_j ) ) der Substanz der Kategorie (Kat_j ) mit dem Reinigungsmittel (20) im Verlaufe des Reinigungsvorgangs dem Filtersystem (F) zugeleitet wird,
- die Substanz-Abfluß-Menge (ΔM2 (t_i+l,Kat_j ) ) der Kategorie (Kat_j) in Abhängigkeit von der Gesamt-Menge der im jeweiligen Reinig"ungsvorgang zugeleiteten Substanz der Kategorie (Kat__j ) und dem Trenngrad (T_F(Kat_j)) des Filtersystems (F) für die Kategorie (Kat_j) berechnet wird.
24. Verfahren nach einem derr Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Referenz-Reinigungsvorgang mittels des Reinigungsmittels (20 ) ein mit der Substanz verschmutzter Referenz-Gegenstand gereinigt wird,
- gemessen wird, welche Gesamt-Menge der Substanz im Verlaufe des Referenz -Reinigungsvorgangs in das Reinigungsmittel (20) gelangt,
- und die Substanz-Zufliαß-Menge (ΔM9 (t_i+l) ) jedes Reinigungsvorganges in Abhängigkeit von der gemessenen Referenz-Menge berechnet wird.
25. Verfahren nach einem derr Ansprüche 1 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungsanlage einen mit dem Filtersystem (F) ver¬ bundenen Behälter (1,10, 11,12) zum Aufnehmen des Reini¬ gungsmittels (20) während der Reinigungsvorgänge umfaßt, als die Anfangs-Gesamt-Menge der Substanz ermittelt oder vorgegeben wird, welche Gesamt-Menge (Ml(t_0)) der Sub¬ stanz sich vor dem ersten Reinigungsvorgang in dem im Be¬ hälter (1,10,11,12) enthxaltenen Reinigungsmittel (20) be¬ findet, für jeden Reinigungsvorcyang der Abfolge berechnet wird, welche Gesamt-Menge (Ml(t_i+1)) der Substanz sich nach dem Reinigungsvorgang in dem im Behälter (1,10,11,12) enthaltenen Reinigungsmά-ttel (20) befindet, wobei
- als die Substanz-Zufluß-Menge des Reinigungsvorgangs berechnet wird, welche Gesamt-Menge (ΔM9(t_i+l)) der Substanz im Verlaufe dies Reinigungsvorgangs vom im Reinigungsvorgang gereinigten Gegenstand (2) in das im Behälter (1,10,11,12) enthaltene Reinigungsmittel (20) gelangt, als die Substanz-Abfluß-Menge des Reinigungsvorgangs berechnet wird, welche Gesamt-Menge (ΔM2 (t_i+ϊ) ) der Substanz das Filtersystem (F) im. Verlaufe des Reini¬ gungsvorganges aus dem im Behälter (1,10,11,12) ent¬ haltenen Reinigungsmittel (20) b_erausfiltert, die Gesamt-Menge (Ml (t__i+l) ) der* Substanz im Behälter (1,10,11,12) nach dem Reinigungsvorgang unter Verwen¬ dung der berechneten Substanz-Zufluß-Menge (ΔM9 (t_i+l) ) des Reinigungsvorgangs, der berechneten Substanz-Abfluß-Menge (ΔM2(t_i+l)) des Reinigungsvorgangs und der berechneten Gesamt-Menge (M 1 (t_i) ) der Substanz im Behälter (1,10,11,12) nach dem vorigen Reinigungs¬ vorgang berechnet wird und die Gesamt-Menge der Substanz im. Reinigungsmittel (20) unter Verwendung der berechneten. Gesamt-Menge (Ml(t_i+1)) der Substanz im Behä.lter (1,10,11,12) nach dem Reinigungsvorgang berechnet wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1,10,11,12) einen ersten Teil-Behälter (10) und einen zweiten Teil-Behälter (1IL, 12) umfaßt, während jedes Reinigungsvorgangs verschmutztes Reinigungsmittel (20) aus dem zweiten Teil-Behälter (ILl, 12) in den ersten Teil-Behalte.tr (10) geleitet wird und f"ür jeden Reinigungsvorgang der Abfolge berechnet wird, welche Gesamt-Menge (ΔM9 (t_i+l) ) der Substanz im Verlaufe des ReinigungsVorgangs vom im ReinigungsVorgang gereinigten Gegenstand (2) in das im ersten Teil-Behälter (1) befindliche Reinigungsmit¬ tel (20) gelangt, berechnet wird, welche Gesamt-Menge (ΔM9_N(t_i+l) ) der Substanz im Verlaufe des Reinigungsvorgangs vom im Reinigungsvorgang gereinigten Gegenstand (2) in das im zweiten Teil-Behälter (11,12) befindliche Reini¬ gungsmittel (20) gelangt, berechnet wird, welche Gesamt-Menge (ΔM34 (t_i+l) ) der Substanz mit dem verschmutzten Reinigungsmittel (20) während des Reinigungsvorgangs aus dem zweiten Teil- Behälter (10,11) in den ersten Teil-Behälter (10) ge¬ leitet wircl, und unter Verwendung dieser drei Gesamt-Mengen sowie der Substanz-Abfluß-Menge (ΔM2 (t_i+l) ) des Reinigungs¬ vorgangs berechnet wird, welche Gesamt-Menge (MIO (t_i+l) ) der Substanz sich nach dem Reinigungsvorgang im ersten Teil-Behälter (10) und welche Menge (MIl (t_i+l) ) im zweiten Teil- Behälter (10,11) befindet.
27. Verfahren nacli Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß während jedes Reinigungsvorgangs verschmutztes Reinigungsmittel (20) aus dem ersten Teil-Behälter (10) in den zweiten Teil-Behälter (11,12) gelangt, für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge
- berechnet wird, welche Gesamt-Menge (ΔM31 (t_i+l) ) der Substanz mzLt dem verschmutzten Reinigungsmittel (20) während des Reinigungsvorgangs aus dem ersten Teil- Behälter (10) in den zweiten Teil-Behälter (11,12) ge¬ langt, und diese Gesamt-Menge (ΔM31 (fc_i+l) ) zusätzlich für die Berechnung der Gesamt-Menge (MIO (t_i+l) ) der Sub¬ stanz im ersten Teil-Behälter (10) und der Gesamt- Menge (MIl (t_i+l) ) im zweiten Teil-Behälter (11,12) nach dem Reinigungsvorgang verrwendet wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, daß während jedes Reinigungsvorgangs verschmutztes Reini¬ gungsmittel (20) vom Behälter (1 ,10,11,12) in das Filter¬ system (F) geleitet wird, für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge zusätzlich berechnet wird, welche Gesamt-Menge (ΔM3 (t_i+l) ) der Substanz mit dem Reinigungsmittel (20) während des Reinigungsvorrgangs vom Behälter (1,10,11,12) in das Filtersystem (F) geleitet wird, und diese zugeleitete Substanz-Menge (ΔM3 (t_i+l) ) für die Berechnung der Substanz-Ab>fluß-Menge (ΔM2 (t_i+l) ) des Reinigungsvorgangs verwendet wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß während jedes Reinigungsvorganges der Abfolge Reinigungsmittel (20) in den Behälter (1,10,11,12) zufließt und Reinigungsmittel (2O) aus dem Behälter (1,10,11,12) abfließt,
ermittelt oder vorgegeben wird, ■welche Anfangs-Menge (Vol_l(t_0)) des ReinigungsmittelLs (20) sich im Behälter (1,10,11,12) vor dem ersten Reinigungsvorgang befindet, und für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge
- der Zufluß (ΔS1 (t_i+l) ) von Reinigungsmittel (20) in den Behälter (1,10,11,12) während des Reinigungsvorgangs berechnet oder vorgegeben, wird,
- der Abfluß (ΔS2 (t_i+l) ,ΔS7 (t_i+l) ) von Reinigungsmittel (20) aus dem Behälter (1,10,11,12) während des ReinigungsVorgangs berechnet wirrd und
berechnet wird, welche Menge (Vol_l (t_i+l) ) des Reini¬ gungsmittels (20) sich nach dem Reinigungsvorgang im Behälter (1,10,11,12) befindet, wobei für die Berechnung der Reinigungsmittel-Menge nach dem Reinigungsvorgang die berechnete Menge des Reinigungsmittel-Zuflusses (ΔSl(t_i+l)) in den Behälter (1,10,11,12) während des Reinigungsvorganges, die berechnete Menge des Reinigungsmittel-Abflusses (ΔS2 (t_i+l) ) , (ΔS7 (t_i+l) ) aus dem Behälter (1,10,11,12) während des Reinigungsvorganges und die berechnete Reinigungsmittel-Menge (Vol_l (t_i) ) im Behälter (1,10,11,12) nach dem vorigen Reinigungsvor¬ gang verwendet werden, wobei für die Berechnung der Reinigungsmittel-Menge nach dem ersten Reinigungsvorgang die Anfang"s-Menge
(Vol_l(t_0)) des Reinigungsmittels (20) im Behälter
(1,10,11,12) verwendet wird
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge bei der? Berechnung der Reinigungsmittel-Menge die Gesamt-Masse oder das Gesamt-Volumen des Reinigungsmittels (20) im Behälter (1,10,11,12) nach dem Reinigungsvorgang berechnet wird.
31. Verfahren nach Anspruclh 29 oder Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet , daß ermittelt oder vorgegeben wird, welche Gesamt-Menge des Reinigungsmittels (20) sich während der
Reinigungsvorgänge außerhalb des Behälters (1,10,11,12) befindet, und für jeden Reinigungsvozrgang der Abfolge die Gesamt-Menge (Ml (t_i+l) ) der Substanz nach dem Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) -unter Verwendung der berechneten Gesamt-Menge (Ml(t_i+1)) der Substanz im Behälter (1,10, 11., 12) nach dem Reinigungsvorgang, der berechneten Gesamt-Menge des Reinigungsmittels (20) nach dem Reinicjungsvorgang im Behälter (1,10,11,12) und
- der Gesamt-Menge des Reinigungsmittels (20) außerhalb des Behälters (1,10, 11,12) berechnet wird.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet , daß
während jedes Reinigungsvorgangs verschmutztes Reini¬ gungsmittel (20) aus dem Behälter (1,10,11,12) in das Filtersystem (F) geleitet wird, für jeden Reinigungsvoitrgang der Abfolge zusätzlich berechnet wird, welche Gesamt-Menge (ΔS3 (t_i+l) ) des Reinigungsmittels (20) während des Reinigungsvorganges aus dem Behälter (1,10,11,12) in das Filtersγstem (F) geleitet wird, und die berechnete Gesamt-Menge (Vol_l (t_i+l) ) des Reini¬ gungsmittels (20) im Behälter (1,10,11,12) und die berechnete Gesamt-Menge (ΔS3 (t_i+l) ) des aus dem Behälter (1 ,10,11,12) in das Filtersystem (F) geleite¬ ten Reinigungsmittels (20) für die Berechnung der dem Filtersystem (F) zugeleite¬ ten Substanz-Menge (ΔM3 (t_i+l) ) des Reinigungsvorgangs verwendet werden.
33. Verfahren nach. Anspruch 32,
dadurch gekennzeichnet, daß während jedes Reinigungsvorgangs gereinigtes Reinigungs¬ mittel (20) vom Filtersystem (F) in den Behälter (1,10,11,12) geleitet wird, für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge zusätzlich berechnet wird, welche Menge (ΔM4(t_i+l)) des Reinigungsmittels (20) während des Reinigungsvor¬ gangs vom Filtersystem (F) in den Behälter (1,10,11,12) geleitet wird,
- und diese zusätzlich berechnete Reinigungsmittel-Menge (ΔM4 (t__i+l) ) für die Berechnung der Substanz-Abfluß- Menge (ΔM2 (t_i+l) ) des Reinigungsvorgangs verwendet wird.
34. Verfahren nach, einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Reinigungsvorgang der Abfolge zusätzlich die Konzentration (c (t i) ) der Substanz in dem vom Behälter (1,10,11,12) aufgenommenen Reinigungsmittel (20) in Abhängigkeit von
- der berechneten Gesamt-Menge (Ml(t_i+1)) der Substanz im Behälter (1,10,11,12) nach dem Reinigungsvorgang und
- der berechneten Reinigungsmittel-Menge (Vol_l (t_i+l) > im Behälter (1,10,11,12) nach dem Reinigungsvorgang berechnet wird.
35. Computerprogramm-Produkt, das in den internen Speicher eines Computers geladen werden kann und
Softwareabschnitte umfaßt, mit denen ein Verfahren nach. einem der Ansprüche 1 bis 34 ausgeführt werden kann, wenn das Produkt auf einem Computer läuft.
36. Digitales Speichermedium mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen, die dergesta.lt zum Zusammenwirken mit einer programmierbaren Datenverarbeitungsanlage ausgestaltet sind, daß ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 34 ausführbar ist.
37. Computerprogramm-Produkt, das auf einem von einem Computer lesbaren Medium gespeichert ist und das von einem Computer lesbare Progrramm-Mittel aufweist, die d&n Computer veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 34 auszuführten.
38. Datenverarbeitungsanlage zur" Vorhersage der Verschmutzixng eines Reinigungsmittels (20) durch eine Substanz, wobei
- eine Reinigungsanlage, die ein Filtersystem (F) um¬ faßt, das Reinigungsmittel (20) verwendet, die Reinigungsanlage eine Abfolge von mindestens zwei Reinigungsvorgängen durchführt, wobei die Reinigungs¬ anlage in jedem der mindestens zwei Reinigungsvorgän¬ gen mit Hilfe des Reinigungsmittels (20) jeweils min¬ destens einen mit der Substanz verschmutzten Gegens¬ tand (2) reinigt und das Filtersystem (F) während der Reini_gungsvorgänge die Menge der Substanz im Reinigungsmi.ttel (20) senkt, wobei die Datenverarbeitungsanlage Lesezugriff auf einen Datenspeicher besitzt, in dem abgespeichert oder abspei¬ cherbar ist, welche Anfangs-Gesamt-Menge (Ml(t_0)) der Substanz sich vor dem ersten Reinigungsvorgang im Reini¬ gungsmittel (20) befindet, wobei die Datenverarbeitungsanlage zur Durchführung je¬ weils eines Berechnungsschrittes für jeden Reinigungsvor¬ gang der Abfolge ausgestaltet ist, daß die Datenverarbeitungsanlage in jedem Berechnungs- schritt eines Reinigungsvorgangs berechnet, welche Gesamt-Menge (Ml(t_i+1)) der Substanz sich nach dem Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) befindet, wobei dieser Berechnungsschritt folgende Teilschritte um¬ faßt:
Berechnen einer Substanz-Zufluß-Menge des Reinigungs- vorgangs durch Berechnen, welche Gesatnt-Menge (ΔM9 (t_i+l) ) der Substanz im Verlaufe des Reinigungs¬ vorgangs vom im Reinigungsvorgang gereinigten Gegens¬ tand (2) in das Reinigungsmittel (20) gelangt,
Berechnen einer Substanz-Abfluß-Menge des Reinigungs- vorgangs durch Berechnen, welche Gesamt-Menge
(ΔM2 (t_i+l) ) der Substanz das Filtersy-stem (F) im Ver¬ laufe des Reinigungsvorganges aus dem Reinigungsmittel
(20) herausfiltert, Berechnung der Gesamt-Menge (Ml (t__i+l) ) der Substanz nach dem Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) in Abhängigkeit von der berechneten Substanz-Zufluß-Menge (ΔM9 (t_i+l) ) des Reinigungsvor-gangs, der berechneten Substanz-Abfluß-Menge (ΔM2 (t_i+l) ) des Reinigungsvor-gangs und der berechneten Gesamt-Menge (M_l(t__i)) der Substanz nach dem vorigen Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) , und wobei die Datenverarbeitungsanlage für den Berech¬ nungsschritt f"ür den ersten Reinigungsvorgang der Abfol¬ ge die abgespeicherte Anfangs-Gesamt-Menge (Ml(t_0)) der Substanz verwendet .
39. Computerprogramrn-Produkt zur Vorhersage der Verschmutzung eines Reinigungsmittels (20) durch eine Substanz, wobei
eine Reinigungsanlage, die ein Filtersystem (F) um¬ faßt, das Reinigungsmittel (20) verwendet, die Reinigungsanlage eine Abfolge von mindestens zwei Reinigungsvor-gängen durchführt, wobei die Reinigungs¬ anlage in jedem der mindestens zwei Reinigungsvorgän¬ gen mit Hilfe des Reinigungsmittels (20) jeweils min¬ destens einen, mit der Substanz verschmutzten Gegens¬ tand (2) reinigt und das Filtersystem (F) während der Reinigungsvorgänge die Menge der* Substanz im Reinigungsmittel (20) senkt wobei das Computerprogramm-Produkt eine Informationswei- terleitungsschnxttstelle zu einem Datenspeicher besitzt, in dem abgespeichert oder abspeicherbar ist, welche An¬ fangs-Gesamt-Menge (Ml(t_0)) der Substanz sich vor dem ersten Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) befin¬ det, wobei das Computerprogramm-Produkt zur Durchführung je¬ weils eines Berechnungsschxittes für jeden Reinigungsvor¬ gang der Abfolge dergestalt ausgebildet ist, daß das Computerprogramm-Produlct in jedem Berechnungs- schritt eines Reinigungsvorgang"s berechnet, welche Gesamt-Menge (Ml (t_i+l) ) der Substanz sich nach dem Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) befindet, wobei dieser Berechnungsschritt folgende Teilschritte um¬ faßt:
Berechnen einer Substanz-Zufluß-Menge des Reinigungs¬ vorgangs durch Berechnen, welche Gesamt-Menge (ΔM9(t_i+l)) der Substanz im Verlaufe des Reinigungs¬ vorgangs vom im Reinigungsvoargang gereinigten Gegens¬ tand (2) in das Reinigungsmittel (20) gelangt,
- Berechnen einer Substanz-Abfluß-Menge des Reinigungs¬ vorgangs durch Berechnen, welche Gesamt-Menge
(ΔM2 (t_i+l) ) der Substanz das Filtersystem (F) im Ver¬ laufe des Reinigungsvorganges aus dem Reinigungsmittel (20) herausfiltert,
- Berechnung der Gesamt-Menge (Ml(t_i+1)) der Substanz nach dem Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20) in Abhängigkeit von der berechneten Substanz-Zufluß-Menge (ΔM9 (t_i+l) ) des Reinigungsvorgangs, der berechneten Substanz-Abfluß-Menge (ΔM2 (t_i+l) ) des Reinigungsvorgangs und der berechneten Gesamt-Menge (M_l(t_i)) der Substanz nach dem vorigen Reinigungsvorgang im Reinigungsmittel (20), und wobei das Computerprogramm-Produkt für den Berech- nungsschritt für den ersten ReinigungsVorgang der Abfol¬ ge die abgespeicherte Anfangs-Gesamt-Menge (Ml(t_0)) der Substanz verwendet.
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