[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen eines Fluidsystems.
[0002] Bei vielen industriellen Prozessen werden erhöhte Temperaturen benötigt, oder es
entstehen hohe Temperaturen. Durch Hinzunahme eines Kühlmittels werden diese Temperaturen
reguliert bzw. der Prozess gekühlt. Beispiele dafür sind Werkzeugformen für Spritzgussmaschinen,
die in der Regel Fluidkanäle zum temperieren der Werkzeuge aufweisen. Auch Wärmetauscher
wie z.B. Rohr-, Platten- oder Spiralwärmetauscher sind im Sinne des Oberbegriffs solche
Fluidsysteme.
[0003] Die chemische und oder auch biologische Verunreinigung der zur Temperierung eingesetzten
wässrigen Kühlmittel kontaminiert je nach Gebrauchsdauer die flüssigkeitsbenetzten
Oberflächen des Fluidsystems mit dem gravierenden Nachteil einer mangelhaften Temperaturregelung,
bedingt durch den schlechten Wärmeübergang.
[0004] Eine Vielzahl von Veröffentlichungen beschreibt die physikalische oder chemische
Selbstreinigung der Kühlmittel. Je nach Prozesstemperatur, Aufbau des Fluidsystems,
Strömungsgeschwindigkeit des Kühlfluids und Art des Kühlfluids ist die physikalische
oder chemische Selbstreinigung auch hinsichtlich bakterieller Ablagerungen nicht sehr
erfolgreich.
[0005] Insbesondere teure Werkzeugformen für Spritzgussmaschinen können durch verunreinigte
Kühlbohrungen ausfallen, bzw. die Prozesssicherheit erheblich gefährden. Die Verunreinigung
von Wärmetauschern reduziert deren Effizienz und ebenso deren Prozesssicherheit.
[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spülanlage zur Reinigung
eines Fluidsystems zu schaffen, die konstruktiv einfach ist und die die obigen Nachteile
vermeidet.
[0007] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
[0008] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
[0009] Die erfindungsgemäße Anlage wird an das Fluidsystem konnektiert. Insbesondere bei
stationären Einrichtungen wie z.B. Wärmetauschern oder schweren Werkzeugformen wird
mit Vorteil eine mobile Anlage mit flexiblen Spülschläuchen eingesetzt. Die Spülanlage
wird zunächst in räumlicher Nähe des Fluidsystems gebracht und dort mittels Kupplungen
konnektiert.
[0010] Eine stationäre Installation ist dadurch nicht ausgeschlossen.
[0011] Die Anlage beinhaltet in der Basisausführung einen Spülbehälter oder Tank, eine Zirkulationspumpe,
wenigstens ein Rückschlag- und ein weiteres Druckhalteventil, sowie vorzugsweise eine
Druckluftzuführung und einen in dem Zirkulationskreislauf installierten Filter. Vorteilhafterweise
ist die Anlage auf einer fahrbaren Plattform montiert. Aus Gründen der Übersichtlichkeit,
Ordnung und Mobilität können die Spülschläuche dabei auf Rollen mit Rückzug aufgerollt
sein.
[0012] Zur automatischen Zudosierung von Reinigungsmitteln kann die Anlage mit einem einfachen
Dosiersystem, welches aus einer Venturipumpe, einer Leitfähigkeits- und/oder pH-Wertmessung
sowie einen angeschlossenen Reinigungskonzentrat bestehen kann, erweitert werden.
[0013] Falls kein Dosiersystem vorhanden ist, wird der Tank mit einer Spülflüssigkeit, die
aus einer Trägerflüssigkeit wie z.B. Wasser und einem proportioniertem Spül- oder
Konservierungskonzentrat besteht, gefüllt.
[0014] Da es sich in der Regel um aggressive, gesundheitsschädliche Reinigungsflüssigkeiten
handelt, wird zu Beginn ein Druckhaltest mittels Luft oder auch Spülflüssigkeit durchgeführt,
um spätere Leckagen oder Diskonnektionen zu vermeiden.
[0015] Mit Vorteil kann während der Reinigung kontinuierlich oder impulsartig Luft zur Auflösung
kristalliner Rückstände im Fluidsystem in den Reinigungskreislauf eingebracht werden.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit einer thermischen Unterstützung des Reinigungsprozesses
durch eine Heizung.
[0016] Zum Abschluss einer Reinigung besteht mit Vorteil die Möglichkeit, ein Konservierungsmittel
in den Spültank einzubringen, oder mittels Luft das Fluidsystem zu trocken, oder auch
eine Aerosolemischung in das Fluidsystem zu fördern. Dabei kann die verbrauchte Spülflüssigkeit
durch die eingebrachte Luft aus dem Fluidsystem und den angeschlossenen Leitungen
zurück in den Tank gefördert werden, um sie mittels eines Aufbereitungssystem wieder
zu verwenden, oder in einen Aufbereitungsbehälter zu fördern oder sie ganz einfach
in einen Abfluss zu verwerfen.
[0017] Dabei ist die Anlage vorteilhafterweise sowohl mit einer Wasseraufbereitungsanlage,
als auch mit einer Anlage zur Aufbereitung verbrauchter Spülflüssigkeit zu kombinieren.
[0018] Die erfindungsgemäße Anlage ist einfach zu bedienen und hygienisch einwandfrei. Dazu
können die flexiblen Anschlüsse nach beendeter Reinigung auf eine Parkstation gesteckt
werden.
[0019] Damit erfüllt diese Anlage nicht nur wirtschaftlich, sondern auch umweltkonforme
Ansprüche.
[0020] Figur 1 zeigt eine vollausgestattete Reinigungsanlage, die über den Anschluss (1), das Wassereingangsventil
(2) und den Flussmesser oder auch Wasseruhr (3) an eine Wasserversorgung oder ein
hier nicht dargestelltes Wasseraufbereitungssystem angeschlossen ist. Der Aufbereitungsfilter
(32) mit seinen Komponenten ist nur der Übersichtlichkeit als mögliche Option dargestellt.
[0021] Die zugeführte Flüssigkeit fließt so lange in den Spülbehälter (4), bis der Flussmesser
(3) oder auch die Niveausensoren (5) das Ende der Zuführung signalisieren. Mittels
Zirkulationspumpe (9) wird die Flüssigkeit durch die Spülleitung (8) gefördert, die
zwei Leitungsabschnitte (8a) und (8b) hat. Die Zirkulationspumpe (9) kann sowohl luft-
als auch elektrobetrieben eingesetzt werden. Vor Reinigungsbeginn des Fluidsystems
(20) können alle Anschlüsse der Anlage physikalisch oder chemisch gereinigt werden.
Dies ist sowohl über die Heizung (11) als auch über eine hier nicht dargestellte Ozonzelle
oder das Spülkonzentrat (29) möglich.
[0022] Vor Reinigungsbeginn des Fluidsystems (20) werden alle Anschlüsse der Anlage insbesondere
aber die Kupplungen (28) der Spülschläuche (19) einem Druckhaltetest unterzogen. Dazu
wird Ventil (31) geschlossen, die druckgeregelte Luftzufuhr (17) geöffnet und kurz
Druck auf die Verbindungen gegeben. Wenn das Ventil (10) kein Rückschlagventil ist
- wie dies bevorzugt ist - sondern ein normales Absperrventil, wird dieses ebenfalls
geschlossen. Bleibt der von der Druckmessung (16) überwachte Druckabfall innerhalb
einer festgelegten Grenze, gelten die Anschlüsse als dicht. Der Druckhaltetest kann
auch mit Flüssigkeit durchgeführt werden. Dazu wird bei gefülltem Tank (4) die Pumpe
(9) kurz gestartet, das Ventil (31) bleibt geschlossen. Der Druckhaltetest wird mittels
Druckmessung (16) überwacht.
[0023] Bei manueller Dosierung wird die gewünschte Flüssigkeitsmenge dem Tank (4) entweder
über den Deckel (7) oder den stromabwärts liegenden Spülschlauch (19) zugeführt, bis
die Marke an Markierung (42) erreicht ist. Danach wird das Spülkonzentrat manuell
zugegeben.
[0024] Die Dosierung des Spülkonzentrates erfolgt bei einer Anlage mit Dosiersystem über
eine Venturipumpe (24) und das geöffnete Konzentratventil (25). Der Ansaugvorgang
wird durch Leitfähigkeits- und oder auch pH-Messung überwacht und wird beendet, wenn
eine vorgegebene Konzentration erreicht wurde.
[0025] Zur Reinigung des Fluidsystems (20) werden die Spülschläuche (19) mit den Kupplungen
(28) an die Anschlüsse des Fluidsystems (20) angekoppelt. Je nach räumlicher Entfernung
zum Fluidsystem (20) sind die Spülschläuche (19) auf Rollen mit Rückzug (45) aufgerollt
und werden zur Konnektion aus der Spülanlage herausgezogen bzw. nach Gebrauch automatisch
eingerollt und ggf. auf die Parkstation (18) gesteckt.
[0026] Die Pumpe (9) zirkuliert die Spülflüssigkeit aus dem Behälter (4) über das Fluidsystem
(20), den Filter (21) in die Spülleitung (8). Abgelöste Partikel verbleiben im Filter
(21) und sind zyklisch mittels Filterspülventil (22) auszuspülen.
[0027] Zur Erhöhung des Förderdruckes bzw. des Fördervolumens besteht die Möglichkeit, bei
luftbetriebenen Pumpenantrieben den Luftdruck am Pumpenantrieb zu erhöhen, Bei elektrisch
betriebenen Antrieben kann dazu das Sperrventil (15) manuell geöffnet werden.
[0028] Zur Erhöhung der Reinigungseffizienz durch Kavitation im Fluidsystem (20) kann kontinuierlich
oder zyklisch Luft auch unterschiedlicher Drücke über den Luftanschluss (17) zugeführt
werden.
[0029] Nach der Beendigung eines Reinigungsvorgangs kann die Spülflüssigkeit über das Abflussventil
(14) entleert oder bei vorhandenem Aufbereitungsfilter (32) teilweise einem Wiederaufbereitungstank
zugeführt werden. Zur Entleerung des Fluidsystems (20) wird mittels Luft die Flüssigkeit
aus dem Fluidsystem (20) und den Leitungen (19) verdrängt.
[0030] Bei gewünschter Konservierung des Fluidsystems (20) kann nach erfolgter Reinigung
und Entleerung des Behälters (4) eine Konservierung mit dem Konservierungskonzentrat
(27) durchgeführt werden. Dieser Vorgang ist identisch mit dem Spülprozess. Sowohl
der Reinigungskonzentrat- (29) als auch der Konservierungskonzentratbehälter (27)
können mit einer Füllstandsüberwachung (30) versehen werden.
[0031] Falls es sich bei der Spülflüssigkeit um toxische Stoffe handelt, können die Wasseruhren
(2/37) zum Nachweis der Flüssigkeitsbilanz herangezogen werden.
[0032] Bei Fluidsystem mit Volumen, die größer als das Tankvolumen sind, ist es erforderlich
ggf. nachzudosieren und den Spülkreislauf (8) vom atmosphären Druck zu trennen. Dazu
wird Tanküberlauf (6) geschlossen. Bei Überschreitung eines vorgegebenen max. zulässige
Systemdrucks an der Messstelle (13) kann das Abflussventil (14) zum Druckausgleich
geöffnet werden.
[0033] Bei hygienisch anspruchsvollen Anwendungen besteht auch die Möglichkeit, wie Figur
2 zeigt, hochreine, rückstandfreie Flüssigkeit als Trägerflüssigkeit einzusetzen.
Dazu wird die Spülanlage am Anschluss (1) vorzugsweise an eine Umkehrosmose angeschlossen.
Zur weiteren Verbesserung der Wasserqualität ist die Hinzunahme weiterer Aufbereitungsstufen
nach der Umkehrosmose wie z.B. Elektrodenionisation und/oder zusätzliche Filterstufen
möglich.
[0034] Diese mit einer hochreinen Wasseraufbereitung kombinierte Spülanlage ist sowohl zur
äußeren als auch zur inneren Reinigung hygienisch anspruchsvoller Komponenten einsetzbar.
Die hochreine Spülflüssigkeit wird bei dieser Applikation zu dem in einer hochreinen
Fluidkammer (43) eingebrachten Reinigungsgut gefördert. Die Zuführung des Reinigungsfluids
erfolgt hierbei über einen Sterilfilter (38), dessen Funktionalität durch Luftzuführung
in den Primärkreis (38a) getestet wird.
[0035] Über eine Absaugpumpe 41 wird das sich ansammelnde Reinigungsfluid abgepumpt.
[0036] Da es sich bei dieser Ausführung in der Regel um stationäre Anlagen handelt, erfolgt
die Aufbereitung der Spülflüssigkeit vorzugsweise mittels eines Dosiersystems nach
dem bereits beschriebenen Ablauf aus Figur 1.
[0037] Es wird betont, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen und dargestellten
Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr sind alle offenbarten Merkmale der Ausführungsformen
auch einzeln untereinander anders als oben beschrieben miteinander kombinierbar.
Legende
[0038]
1. |
Wasserzulauf |
2. |
Wasserzulaufventil |
3. |
Flussmesser/ Wasseruhr |
4. |
Spülbehälter |
5. |
Niveausensor |
6. |
Tanküberlauf mit Ventil |
7. |
Tankdeckel |
8. |
Spülleitung |
9. |
Zirkulationspumpe |
10 |
Ventil, vorzugsweise Rückschlagventil |
11 |
Heizung mit Temperatursensoren |
12 |
Leitfähigkeits- und oder auch pH Messung |
13 |
Druckmessung |
14 |
Abflussventil |
15 |
Sperrventil |
16 |
Druckmessung |
17 |
Luftzufuhr |
18 |
Schlauchparkstation |
19 |
Spülschläuche |
20 |
Fluidsystem |
21 |
Schmutzfilter |
22 |
Filterspülventil |
23 |
Drainage |
24 |
Venturipumpe |
25 |
Konzentratventil |
26 |
Konservierungsventil |
27 |
Konservierungskonzentratbehälter |
28 |
Kupplungen |
29 |
Spülkonzentratbehälter |
30 |
Leererkennung |
31 |
Ventil |
32 |
Aufbereitungsfilter |
33 |
Überströmpumpe |
34 |
Strömungswiderstand |
35 |
Bypassventil |
36 |
Retentatventil |
37 |
Retentatwasseruhr |
38 |
Sterilfilter |
39 |
Sterilflüssigkeitszuführung |
40 |
Spülsystem |
41 |
Absaugpumpe |
42 |
Tankmarkierung |
43 |
Hochreine Fluidkammer |
44 |
Sterilfilter |
45 |
Schlauchrollen mit Rückzug |
1. Spülvorrichtung zum Reinigen von Fluidsystemen, mit einer Spülleitung (8), in die
ein Spülbehälter (4) und eine Zirkulationspumpe (9) integriert sind, wobei die Spülleitung
zwei Spülleitungsabschnitte aufweist, deren Enden mit zwei Spülschläuchen (19) verbunden
sind, deren Enden mit Kupplungen (28) versehen sind, die mit Fluidkanälen eines Fluidsystems
koppelbar sind, so dass die Fluidkanäle in einen Zirkulationskreislauf eingeschlossen
sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einen Spülleitungsabschnitt in Strömungsrichtung hintereinander die Zirkulationspumpe
(9) und ein Ventil (10) integriert sind, gefolgt von der Einmündung einer Druckluftleitung
(17),
dass in den anderen Spülleitungsabschnitt ein Ventil (31) integriert ist und dass zwischen
den beiden Ventilen (10,31) eine Druckmesseinrichtung (16) in einen Spülleitungsabschnitt
eingebaut ist.
2. Spülvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass in die Zirkulationskreislaufleitung ein Filter (21) integriert ist.
3. Spülvorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zirkulationskreislaufleitung mit einer Einrichtung (24) zum Zudosieren von Reinigungsmitteln
versehen ist.
4. Spülvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spülvorrichtung auf einer fahrbaren Plattform montiert ist.