PROCESS FOR REGULATING THE EVAPORATION INTENSITY OF PLANTS EMPLOYING SOLVENTS

Abstract: 1. Process for regulating the vapour intensity in solvent systems consisting of a vessel, in the lower part of which is located a liquid solvent, into which a heating device for evaporating the latter penetrates, and which has above the liquid solvent a vapour space in which a cooling system with a flowing cooling medium is provided at the top end of the vessel, characterised in that the heating power is regulated via the cooling power provided, by throttling the heating energy when the product of the difference between the outflow temperature and inflow temperature of the cooling medium and the flow rate of the cooling medium increases, and the heating energy is increased when this product diminishes.

Description: Verfahren zur Regelung der Dampfintensität in Lösemittelanlagen Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Anlagen, bei denen vorzugsweise Metallteile im Dampf eines Lösemittels gereinigt werden, werden in grossem Massstab in der Oberflächentechnik eingesetzt. Da-bei geht es beispielsweise um die sogenannte Dampfentfettung. Der weitaus grösste Teil derartiger Dampfbäder wird heute ohne eine Regelung der Dampfintensität, d. h. ohne eine Heizungsregelung ausgeführt. Bei diesen Anlagen wird die Heizenergie entsprechend dem maximalen Materialdurchsatz konstant zugeführt. Dies hat einmal Nachteile bei der Reinigungsqualität, zum anderen wird aber bei derartigen Anlagen noch sehr viel Energie unnötig verbraucht. Bei konstanter, einmal eingestellter Energiezuführung, beispielsweise durch Drosselung des Heisswasserflusses über eine Blende oder ein Drosselventil, ändert sich bei Druckschwankungen im Energieversorgungsnetz der Durchsatz und damit auch die Heizleistung. Dadurch erhalten die zu reinigenden Teile eine nur unvollständige oder gar keine Kondensatspülung, das ist die Spülung beim Eintauchen der kalten Teile in den Dampf, wobei sich das Reinigungsmittel an den Teilen kondensiert und abtropft. Ähnliche Effekte können z. B. auftreten bei Verschmutzung einer Blende und der damit verbundenen unbemerkten Querschnittsverengung in der Energiezuführung oder auch durch Verschmutzung von Heizschlangen bzw. Wärmetauschern, wobei sich der Wärmeübergang und damit der Wirkungsgrad ändert so dass die scheinbar konstante Energiezuführung allmählich abnimmt. Bezüglich des Energieverbrauchs ist zu bedenken, dass bei einem Grossteil der Anlagen die Kondenszeit im Bad nur ca. 50 % der Anlagentaktzeit beträgt. Während der restlichen Zeit wird das Teil weitertransportiert, so dass die während dieser Zeit unnötig zugeführte Wärmeenergie wiederabgeführt werden muss. Das gleiche gilt für die Pausen, wie sie beispielsweise in der Mittagszeit oder durch eine nicht vollkommene Auslastung der Anlagen auftreten. Man kann überschlagen, dass hier durch eine bessere Ausnutzung der Energie unter Umständen mehr als 50 % der Heizenergie eingespart werden können. Bei einem sehr geringen Anteil derartiger Dampfbäder wird eine Dampfniveauregelung über eine Temperaturmessung auf der Soll-Dampfhöhe durchgeführt. Hierdurch kann jedoch nicht sichergestellt werden, ob die gemessene Temperatur tatsächlich die Dampftemperatur ist oder ob nur die dar überlagernde heisse Luft gemessen wird. Das hat zur Folge, dass es an den Kühlschlangen nicht zu einer Kondensatbildung kommt, so dass in das Bad über die Teile oder über die LuRt- feuchtigkeit eingeschlepptes Wasser nicht eliminiert werden kann. Dies geschieht nämlich dadurch, dass das Wasser in einem azeotropen Gemisch mit dem Lösemittel verdampft und sich zusammen mit diesem an den Kühlschlangen niederschlägt, wo das Kondensat über eine Rinne einem Wasserabscheider zugeführt wird, in welchem Wasser und Lösemittel getrennt werden und das Lösemittel wieder in die Anlage zurückgeführt wird. Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemässe Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass das Dampfniveau sicher konstant auf seinem Sollwert gehalten wird, was zu einer hohen Sicherheit in der Reinigungsqualität führt, und dass das Wasser durch die sichere Kondensatbildung an den Kühlschlangen kontinuierlich aus dem Lösemittel über das azeotrope Gemisch entfernt wird. Ausserdem wird nicht mehr Energie zugeführt als zur Konstanthaltung des Dampfniveaus notwendig ist, was durch die obengenannten Umstände zu einer hohen Energieeinsparung führt. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens -möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn sowohl die Durehflussmenge als auch die Eintrittstemperatur des Kühlmediums- konstantge- halten werden, da die Heizleistung dann nur noch in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des Kühlmediums geregelt zu werden braucht, was eine Vereinfachung der Regelvorrichtung bedeutet. Der Einsatz der Regelgeräte bzw. Reglertypen ist lediglich abhängig von der gewünschten Regelgenauigkeit bzw. den auftretenden Störgrössen. Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Besehreibung näher erläutert. Die Figur zeigt schematisch eine Anlage zur Dampfentfettung im Schnitt, anhand deren das erfindungsgemässe Verfahren dargestellt werden soll. Beschreibung des Ausführungsbeispiels Die Lösemittelanlage, z. B. zur Dampfentfettung, besteht aus einem Behälter 1, an dessen oberer Öffnung ein Kühlsystem, z. B. in Form von Kühlschlangen 2, angeordnet ist. Unter den Kühlschlangen befindet sich eine Rinne 3, an die ein Ablauf 4 zu einem Wasserabscheider 5 angeschlossen ist. Der Wasserabscheider 5 weist einen oberen Ablauf 6 für das Wasser sowie einen tieferliegenden Ablauf 7 für den Rücklauf des Lösemittels in den Behälter 1 auf. Mit 8 ist der Eingang des Kühlmediums bezeichnet, der eine Temperaturmessstelle Ti aufweist, während mit 9 der Ausgang des Kühlmediums mit der Temperaturmessstelle T2 bezeichnet ist. Eine Heizung 10 in Form einer Reizschlange, eines Wärmetauschers oder einer Direkt- bzw. Indirektbeheizung befindet sich im unteren Teil des Behälters 1. Diese Heizung kann über ein Regel---- ventil 11 geregelt werden. Die zu reinigenden Teile sowie ein Werkstückträger sind mit 12 bezeichnet. Im unteren Teil des Behälters befindet sich das flüssige Lösemittel 13, dessen Niveau mit 14 gekennzeichnet ist. Als Lösemittel können beispielsweise Tri, Per, halogenierte Benzole o.ä. verwendet werden. Schaltet man nun die Heizung 10 ein, so beginnt das Lösemittel 13 zu verdampfen und es stellt sich in der Höhe der Kühlschlangen 2 ein Dampfniveau 15 ein. Unter der Voraussetzung einer konstanten durchströmenden Menge des Kühlmediums muss nun für ein festgelegtes Dampfniveau ein bestimmter Sollwert der Temperaturdifferenz T2 minus T1 festgelegt werden. Die spezifische Wärme des Kühlmediums kann dabei als Konstante vernachlässigt werden. Die in der Figur nicht dargestellte Regelung bewirkt nun, dass bei Überschreiten dieses Sollwerts das Ventil 11 geschlossen und bei Unterschreiten des Sollwerts das Ventil geöffnet wird. Dadurch wird erreicht, dass das Dampfniveau 15 etwa in der gleichen Höhe bleibt. Taucht man nun die kalten Teile 12 in den Dampf ein, so kondensiert sich zunächst der Dampf an den Teilen und das Kondensat 16 läuft in das flüssige Lösemittel 13 zurück. Auch an den Kühlschlangen 2 bildet sich ein Kondensat 17, das im Falle der Anwesenheit von Wasser im Lösemittel ein azeotropes Gemisch darstellt. Dieses wird in der Rinne 3 gesammelt, in den Wasserabscheider 5 über die Leitung 4 geleitet, aus dem das Wasser über die Leitung 6 gesammelt und aufbereitet und das Löse mittel über die Leitung 7 in den Behälter 1 zurückge führt wird. Bringt man beispielsweise grosse Teile mit einer hohen Wärme kapazität in das Dampfbad ein, so wird sich zunächst das Dampfniveau 15 absinken, was zur Folge hat, dass die Tempera turdifferenz T2 - T1 unter den Sollwert sinkt, wodurch das Ventil- 11 solange geöffnet und die Heizleistung damit erhöht wird, bis das Dampfniveau 15 sowie die Temperatur differenz T2 - T1 die Sollwerte wieder erreicht hat und die Energiezufuhr damit wieder gedrosselt werden kann. Es ist schliesslich auch möglich, nicht nur die Durchfluss menge, sondern auch die Eintrittstemperatur T1 des Kühl mediums bei 8 konstant zuhalten, so dass in die Regelung nur noch die Temperatur T2 eingeht. Als Heizmedien kommen beispielsweise Heisswasser, Dampf, elektrische Energie sowie eine Gasbeheizung oder eine Sekundärbeheizung über Thermoöl in Betracht. Das gängigste Kühlmedium ist Wasser, es kann jedoch auch jede andere Flüssigkeit mit genügend hoher spezifischer Wärme verwendet werden. Das Verfahren kann auch bei vorhandenen Anlagen durch Einbau der notwendigen Geräte ohne Schwierigkeiten angewendet werden. Einsatzgrenzen gibt es nur bei extrem kurzen Taktzeiten, be dingt durch messtechnische Totzeiten in der Istwerterfassung bzw. der Istwertverarbeitung.

Claims: Ansprüche 1. Verfahren zur Regelung der Dampfintensität in Lösemittelanlagen, bestehend aus einem Behälter, in dessen unterem Teil sich ein flüssiges Lösemittel befindet, in das eine Heizung zur Verdampfung desselben eintaucht, und der über dem flüssigen Lösemittel einen Dampfraum aufweist, in dem am oberen Ende des Behälters ein Kühlsystem mit einem fliessenden Kühlmedium angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung über die erbrachte Kühlleistung geregelt wird, indem die Heizenergie gedrosselt wird, wenn das Produkt aus der Differenz zwischen Austrittstemperatur und Eintrittsteflperatur des Kühlmediums und der Durchflussmenge des Kühlmediums ansteigt, und die Heizenergie vergrössert wird, wenn dieses Produkt kleiner wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussmenge des Kühlmediums konstantgehalten wird und die Heizleistung nur in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Austrittstemperatur und der Eintrittstemperatur des Kühlmediums geregelt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Durchflussmenge als auch die Eintrittstemperatur des Kühlmediums konstantgehalten und die Heizleistung nur in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des Kühlmediums geregelt wird.

Inventors: SCHMIDT, WOLFGANG, STAUDINGER, FRANZ
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1981
Main classification: C23G5
IPC codes: C23G5