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Procédé et appareil pour le dégraissage par la vapeur de dissolvants volatils.
La présente invention concerne un procédé et un appareil perfectionné pour le dégraissage par la vapeur de dis- solvants volatils tels que le trichloréthylène.
Il est connu de dégraisser des produits métalliques au moyen de la vapeur de dissolvants volatils dans des appa- reils munis de surfaces de condensation pouvant servir à pro- duire une pluie de dissolvant liquide fraîchement condensé, ou encore à régler le niveau de la vapeur dissolvante. Les appa- reils pour la réalisation des procédés de ce genre possèdent généralement un réservoir à partir duquel le dissolvant liquide
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s'évapore et dans lequel il retombe par l'égouttage des produits et des surfaces de refroidissement.
Le dissolvant s'égouttant des produits entraîne les matières huileuses de ceux-ci et souvent aussi une quantité considérable d'impuretés solides adhérant à la surface des produits à traiter. Ces impuretés s'accumulent dans le réser- voir, et l'évaporation du dissolvant se ralentit progressive- ment et devient plus difficile, surtout par la. suite de la présence des matières grasses ou huileuses.
Jusqu'à présent on maintenait ordinairement le degré d'évaporation du dissolvant hors du réservoir en augmentant la température du mélange d'huile et de dissolvant contenus dans le réservoir. Toutefois on atteint 'bientôt une température qu'on ne peut dépasser sans risquer de décomposer le dissolvant, et par conséquent la vitesse d'évaporation du dissolvant du réservoir décroît jusqu'au moment où le dégraissage devient très difficile à effectuer et en outre assez coûteux parce que trop lent. On interrompt alors le dégraissage, on laisse l'ap- pareil se refroidir et on nettoie le réservoir en enlevant l'huile et les impuretés solides accumulées ainsi que le dissol- vant mélangé à cette huile.
On sépare le dissolvant de l'huile par une distillation dans un récipient séparé et on charge l'ap- pareil, pour une nouvelle période de fonctionnement, au moyen du dissolvant récupéré de cette manière.
Au lieu d'enlever l'huile et son dissolvant ensemble et de récupérer le dissolvant dans un appareil de distillation extérieur, on a aussi conçu certains genres d'appareils de dégraissage pouvant servir comme alambies de distillation quand on le désire. A cet effet ces appareils sont munis de drains pour recueillir le liquide condensé s'écoulant des serpentins de refroidissement. Quand on emploie l'appareil /1 pour . le dégraissage le liquide condensé recueilli dans les
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drains retombe dans le réservoir et s'y mélange avec le dissol- vant s'égouttant des produits traités. Pour que l'appareil puisse fonctionner comme alambic on prévoit des dispositifs permettant le soutirage hors de l'appareil du liquide condensé recueilli dans les drains.
L'appareil est employé de cette ma- nière quand on a atteint la concentration limite d'huile dans le réservoir; il ne sert plus alors à dégraisser les produits, mais uniquement d'alambic. L'huile résiduelle doit être enlevée du réservoir après la fin de la distillation. Ce mode opéra- toire est plus avantageux que le procédé décrit en premier lieu, car il n'exige plus un récipient de distillation séparé, mais il n'évite pas les interruptions périodiques du fonction- nement de l'appareil pour effectuer la séparation du dissolvant et de l'huile accumulée, et présente aussi l'inconvénient d'une diminution progressive de la vitesse de dégraissage.
Le procédé et l'appareil selon la présente invention procurent une vitesse d'évaporation constante du dissolvant et permettent donc une vitesse de dégraissage constante également.
L'invention concerne encore un procédé et un appareil ne nécessi- tant aucune interruption de la série d'opérations de dégraissage pour séparer par distillation le dissolvant de l'huile accumulée et pour soutirer l'huile du réservoir de l'appareil.
Une des caractéristiques du procédé de dégraissage par la vapeur de dissolvants volatils;conformément à la présente invention, consiste à recueillir séparément d'une part le dissolvant condensé s'égouttant des produits traités et d'au- tre part un liquide condensé relativement pur n'ayant pas été en contact avec les.produits huileux ou graisseur:, à renvoyer ces liqueurs condensées différentes à des réservoirs séparés et à chauffer les liquides contenus dans ces deux réservoirs pour fournir la vapeur dégraissante.
Pour réaliser l'invention, on peut avantageusement chauffer le liquide dans le réservoir
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contenant le dissolvant impur, à une température assez élevée pour vaporiser presque instantanément le dissolvant y rentrant, tandis qu'on chauffe le dissolvant sensiblement pur dans l'au- tre réservoir de manière à produire la quantité de vapeur re- quise pour effectuer le dégraissage des produits à traiter. Le résidu liquide huileux est purgé selon les besoins, et de pré- férence d'une manière continue.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'appareil pour exécuter le procédé perfectionné,comprend une chambre de dégraissage, des dispositifs pour supporter les produits à dégraisser à l'intérieur de la chambre , des surfa- ces de refroidissement au-dessus du niveau usuel des produits à traiter, un réservoir pour recueillir le dissolvant condensé s'égouttant des produits, ce réservoir étant muni de moyens de chauffage et agencé de manière à fournir la vapeur du dissol- vant à la chambre de dégraissage, et des dispositifs pour re- cueillir le dissolvant pur condensé par les surfaces de re- froidissement et pour l'amener à un autre réservoir également muni de moyens de chauffage et destiné à fournir la vapeur du dissolvant à la chambre de dégraissage.
On peut aussi avanta- geusement prévoir des dispositifs pour soutirer d'une manière continue le liquide du réservoir recueillant le dissolvant qui s'égoutte des produits traités, tout en maintenant une certaine quantité de liquide dans ce réservoir. On pourrait également prévoir des dispositifs pour soutirer le liquide de ce réservoir d'une manière intermittente.
Une forme de réalisation de l'appareil de dégraissage selon la présente invention comprend un récipient de forme rectangulaire dont le fond est divisé en deux réservoirs par une paroi de séparation. Un tort ou un recouvrement relié à cette paroi de séparation et aux parois de l'appareil est pla- cé au-dessus du réservoir recueillant le dissolvant sensible-
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ment pur, de manière à empêcher pratiquement l'écoulement du liquide d'un réservoir à l'autre. On munit le toit de lumières au voisinage des parois du récipient et on lui donne une in- clinaison vers le haut, de la cloison de séparation à la paroi parallèle du récipient, pour recueillir le dissolvant s'égout- tant des produits traités. Un rebord règne autour de l'inté- rieur du récipient, un peu au-dessus des réservoirs.
Ce re- bord sert à protéger les lumières mentionnées dans le toit du réservoir, et il peut encore être employé pour supporter les produit*dégraisser. Ces produits peuvent reposer sur une gril- le ou dans un récipient perforé reposant sur le rebord, ou bien ils peuvent encore être soutenus par un autre rebord, par des consoles ou par des dispositifs placés à l'extérieur du récipient. On dispose autour des parois, au sommet du récipient, tout en laissant assez de place pour les produits à traiter, des serpentins de refroidissement convenablement reliés à la source du liquide refroidissant, pour régler le niveau de la vapeur du dissolvant pendant le dégraissage. On place un drain ou une auge pour recueillir les produits de condensation des serpentins- et les amener par un ou plusieurs tuyaux au réser- voir recouvert.
On munit chaque réservoir de moyens de chauffa- ge, par exemple d'une série de serpentins chauffés à la vapeur, d'un réchauffeur électrique ou d'un brûleur à gaz, selon les besoins. Il' est également avantageux de prévoir des dispositifs de commande thermostatique pour les moyens de chauffage, sur- tout pour le réservoir à dissolvant impur, lorsque le chauffage est au gaz ou à l'électricité. Une autre modification avantageu- se consiste à prévoir un dispositif de trop-plein à niveau constant raccordé au réservoir contenant le dissolvant impur et servant à y maintenir un volume déterminé de liquide tout en permettant l'enlèvement du liquide huileux provenant des pro- duits traités.
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Les dessins annexés représentent schématiquement une forme d'un appareil dégraisseur selon l'invention, dont la figure 1 est une coupe en élévation et la figure 2 est une vue en plan.
Sur ces dessins, on voit le récipient rectangulaire 1 dont le fond est divisé en deux réservoirs distincts 2 et 3 par la paroi de séparation 4. Le réservoir 2 contient le dis- solvant sensiblement pur et recueille le liquide condensé propre. Ce réservoir est muni d'un toit incliné 5 qui dirige le dissolvant gras s'égouttant des produits traités vers le réservoir 3 contenant le dissolvant souillé par l'huile. Une ou plusieurs ouvertures ou lumières protégées 6, dans le toit 5, permettent aux vapeurs du dissolvant engendrées dans le réservoir 2, d'accéder librement à la chambre de dégraissage 7.
Dans l'appareil représenté les lumières sont protégées par le rebord 8 sur tout le pourtour, à l'intérieur de l'appareil, qui sert aussi à porter une plaque perforée 9 pouvant supporter les produits à dégraisser. Des serpentins de refroidissement 10, avec entrée et sortie pour l'eau de refroidissement, sont logés tout autour des parois à la partie supérieur de l'appa- reil, pour condenser la vapeur du dissolvant et de cette ma- nière régler son niveau et empêcher son échappement de l'appa- reil. Un drain 11 est placé juste en-dessous des serpentins pour recueillir les produits de condensation de ceux-ci et pour ramener ces produits au réservoir 2 à dissolvant pur par le tuyau 12.
On munit de préférence ce tuyau 12 d'un robinet à trois voies 18 qui permet le passage du dissolvant du drain 11 vers le réservoir 2 lorsque l'appareil fonctionne normalement pour le dégraissage. Si pour une raison quelconque on veut employer l'appareil comme alambic on peut disposer le robinet 18 pour obtenir l'écoulement du dissolvant pur condensé, du
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drain 11 vers un réservoir approprié par le tuyau 19. Cette opération peut devenir nécessaire lorsqu'on désire à un moment donné nettoyer complètement ou réviser l'appareil. Le chauffa- ge du dissolvants'effectue par les brûleurs à gaz 13 et 14 sou- mis à la commande de dispositifs thermostatiques 15 et 16 pour éviter tout danger de surchauffe. En cas de besoin on peut soutirer continuellement de l'huile hors du puisard 3 au moyen du tuyau à joint hydraulique 17.
En plus des caractéristiques mentionnées on munit généralement l'appareil d'un couvercle amovible pour éviter toute perte de vapeur dissolvante lorsque l'appareil n'est pas en usage, ainsi que de portes pour le nettoyage et de ro- binets de vidange pour chaque réservoir, ces organes n'étant pas représentés sur le dessin. Il est parfois plus commode d'employer un robinet de vidange pour effectuer par intermit- tences le soutirage hors du réservoir 3 contenant le dissol- vant impur, et dans ce cas on peut se dispenser du tuyau de sortie 17.
Avant d'entamer les opérations de dégraissage on charge l'appareil d'une quantité suffisante de dissolvant vo- latil, trichloréthylène par exemple. On forme ensuite les va- peurs requises pour le dégraissage en chauffant le dissolvant, et le niveau atteint par les vapeurs dans la partie supérieure du récipient est automatiquement réglé par les serpentins de refroidissement 10 dans lesquels on fait circuler un liquide refroidissant tel que de l'eau par exemple. Il n'est pas in- dispensable que seul le réservoir 2 soit initialement rempli de dissolvant pur lorsqu'on commence le dégraissage avec un appareillage non souillé. Ce mode opératoire est toutefois adopté le plus souvent, de manière à atteindre les conditions normales de fonctionnement de l'appareil le plus,rapidement
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possible.
Dans le même but, il est avantageux aussi de mettre une certaine quantité d'huile dans le réservoir 3 que l'on chauffe également. Cette huile constitue ainsi un réservoir de chaleur et procure l'évaporation rapide du dissolvant s'é- gouttant dans le réservoir 3 au début du dégraissage. On place les produits à dégraisser à l'intérieur du récipient d'une manière appropriée en les soutenant convenablement sur la gril- le 9 ou à l'intérieur d'un panier en treillis disposé de ma- nière à porter sur le rebord 8 du pourtour intérieur du réci- pient, on laisse ces produits dans l'appareil pendant la du- rée nécessaire pour obtenir le dégraissage et ensuite on les enlève pour les remplacer par d'autres produits à traiter.
Le dégraissage des produits s'effectue par la condensation du dissolvant sur ceux-ci, suivie par l'égouttage du dissolvant entraînant l'huile dissoute que l'on recueille dans le réser- voir à dissolvant impur. Le dissolvant huileux tombant sur le toit 5 du réservoir contenant le dissolvant pur s'écoule dans le réservoir à dissolvant souillé par suite de la pente de ce toit. On maintient le réservoir contenant le dissolvant impur à une température suffisamment élevée pour évaporer presqu'ins- tantanément tout le dissolvant y entrant. Une température de 130 C. environ convient très bien pour obtenir ce résultat.
On emploie de préférence des dispositifs thermostatiques pour régler la température quand les agents de chauffage sont le gaz ou l'électricité. Quand on emploie de la vapeur d'eau, on la fournit aux serpentins sous une pression suffisante pour assurer le maintien de la température voulue. Le dissolvant pur dans l'autre puisard 2 est constamment maintenu en ébulli- tion pour fournir une quantité suffisante de vapeur servant à remplacer celle qui se condense par le dégraissage et sur les serpentins commandant le niveau supérieur de la vapeur.
Le vo-
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lume de dissolvant liquide pur se maintient sensiblement par l'é- coulement du liquide condensé sur les serpentins de refroidisse- ment, mais il faut de temps en temps remettre du dissolvant frais pour compenser la petite quantité ' gaspillée et perdue qui comprend également le dissolvant contenu dans la liqueur huileuse que l'on soutire de l'appareil.
On comprend que l'appareil et le procédé décrits représentent seulement une forme de réalisation de la présente invention. On peut par exemple appliquer l'invention à des procédés de dégraissage où les produits à traiter se déplacent dans une zone contenant des vapeurs dissolvantes avec ou sans un traitement simultané par le dissolvant liquide, ou encore à des procédés dans lesquels les produits sont traités suc- cessivement par des dissolvants à l'état liquide et par des dissolvants à l'état de vapeur. Parmi les variantes de l'appa- reil on peut citer l'emploi d'un dispositif ayant la forme d'un entonnoir pour recueillir le dissolvant impur, et un collec- teur et réservoir ayant la forme d'un bac peu profond muni de dispositifs de chauffage et situé juste en-dessous des pro- duits traités.
Des serpentins de refroidissement disposé de manière à produire une pluie de dissolvant fraîchement conden- sé sur les produits à traiter peuvent aussi être incorporés à l'appareil.
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Method and apparatus for the vapor degreasing of volatile solvents.
The present invention relates to an improved method and apparatus for the vapor degreasing of volatile solvents such as trichlorethylene.
It is known to degrease metal products by means of the vapor of volatile solvents in apparatus provided with condensation surfaces which can be used to produce a shower of freshly condensed liquid solvent, or to regulate the level of the solvent vapor. . Apparatus for carrying out processes of this kind generally have a reservoir from which the liquid solvent
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evaporates and in which it falls back by draining products and cooling surfaces.
The solvent dripping from the products entrains the oily matters thereof and often also a considerable amount of solid impurities adhering to the surface of the products to be treated. These impurities accumulate in the tank, and the evaporation of the solvent gradually slows down and becomes more difficult, especially by the. due to the presence of fat or oily.
Heretofore, the degree of solvent evaporation from the reservoir has usually been maintained by increasing the temperature of the mixture of oil and solvent contained in the reservoir. However, a temperature is soon reached which cannot be exceeded without risking decomposing the solvent, and consequently the rate of evaporation of the solvent from the reservoir decreases until the moment when the degreasing becomes very difficult to carry out and moreover quite expensive. because too slow. Degreasing is then interrupted, the apparatus is allowed to cool and the reservoir is cleaned by removing the oil and the solid impurities accumulated as well as the solvent mixed with this oil.
The solvent is separated from the oil by distillation in a separate vessel and the apparatus is charged for a further period of operation with the solvent recovered in this way.
Instead of removing the oil and its solvent together and recovering the solvent in an external distillation apparatus, certain kinds of degreasing apparatus have also been devised which can serve as stills when desired. To this end, these devices are fitted with drains to collect the condensed liquid flowing from the cooling coils. When using the device / 1 for. degreasing the condensed liquid collected in the
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drains falls back into the tank and mixes with the solvent dripping from the treated products. In order for the apparatus to function as a still, devices are provided which allow the condensed liquid collected in the drains to be withdrawn from the apparatus.
The device is used in this way when the limit oil concentration in the tank has been reached; it is no longer used to degrease the products, but only a still. Residual oil should be removed from the tank after the end of distillation. This mode of operation is more advantageous than the process first described, since it no longer requires a separate distillation vessel, but it does not avoid the periodic interruptions of the operation of the apparatus to effect the separation of the product. solvent and accumulated oil, and also has the disadvantage of a gradual decrease in the degreasing speed.
The method and apparatus according to the present invention provide a constant evaporation rate of the solvent and therefore allow a constant degreasing rate as well.
The invention further relates to a method and apparatus requiring no interruption of the series of degreasing operations for distilling the solvent from the accumulated oil and for withdrawing the oil from the reservoir of the apparatus.
One of the characteristics of the process for degreasing by vapor of volatile solvents; in accordance with the present invention, consists in collecting separately on the one hand the condensed solvent dripping from the treated products and on the other hand a relatively pure condensed liquid. 'having not been in contact with the oily products or lubricator :, to return these different condensed liquors to separate tanks and to heat the liquids contained in these two tanks to provide the degreasing vapor.
To carry out the invention, the liquid can advantageously be heated in the tank.
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containing the impure solvent, at a temperature high enough to vaporize almost instantaneously the solvent entering it, while the substantially pure solvent is heated in the other tank so as to produce the quantity of vapor required to effect the degreasing products to be treated. The oily liquid residue is purged as needed, and preferably in a continuous manner.
According to another characteristic of the invention, the apparatus for carrying out the improved method comprises a degreasing chamber, devices for supporting the products to be degreased inside the chamber, cooling surfaces above the chamber. usual level of the products to be treated, a reservoir for collecting the condensed solvent dripping from the products, this reservoir being provided with heating means and arranged so as to supply the vapor of the solvent to the degreasing chamber, and devices for to collect the pure solvent condensed by the cooling surfaces and to bring it to another tank also provided with heating means and intended to supply the vapor of the solvent to the degreasing chamber.
It is also advantageously possible to provide devices for continuously withdrawing the liquid from the reservoir collecting the solvent which drips from the treated products, while maintaining a certain quantity of liquid in this reservoir. Devices could also be provided for withdrawing the liquid from this reservoir intermittently.
An embodiment of the degreasing apparatus according to the present invention comprises a rectangular-shaped container whose bottom is divided into two reservoirs by a partition wall. A fault or a covering connected to this partition wall and to the walls of the apparatus is placed above the reservoir collecting the sensitive solvent.
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ment pure, so as to practically prevent the flow of liquid from one tank to another. The roof is fitted with lights in the vicinity of the walls of the container and is given an upward slope, from the partition wall to the parallel wall of the container, to collect the solvent dripping from the treated products. There is a rim around the interior of the container, a little above the reservoirs.
This rim serves to protect the lights mentioned in the roof of the tank, and it can still be used to support the products * degrease. These products may rest on a grill or in a perforated container resting on the rim, or they may be supported by another rim, by brackets or by devices placed outside the container. Cooling coils suitably connected to the source of the cooling liquid are placed around the walls, at the top of the container, while leaving enough room for the products to be treated, to regulate the level of the vapor of the solvent during the degreasing. A drain or trough is placed to collect the condensation products from the coils and bring them through one or more pipes to the covered tank.
Each tank is provided with heating means, for example a series of steam-heated coils, an electric heater or a gas burner, as required. It is also advantageous to provide thermostatic control devices for the heating means, especially for the impure solvent reservoir, when the heating is by gas or electricity. Another advantageous modification is to provide a constant level overflow device connected to the reservoir containing the impure solvent and serving to maintain therein a determined volume of liquid while allowing the removal of oily liquid from the treated products. .
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The accompanying drawings show schematically one form of a degreaser apparatus according to the invention, of which Figure 1 is a sectional elevation and Figure 2 is a plan view.
In these drawings, the rectangular container 1 is seen, the bottom of which is divided into two separate reservoirs 2 and 3 by the partition wall 4. The reservoir 2 contains the substantially pure dissolvent and collects the clean condensed liquid. This tank is provided with an inclined roof 5 which directs the greasy solvent dripping from the treated products towards the tank 3 containing the solvent soiled by the oil. One or more openings or protected openings 6, in the roof 5, allow the solvent vapors generated in the tank 2 to freely access the degreasing chamber 7.
In the device shown, the lights are protected by the rim 8 all around, inside the device, which also serves to carry a perforated plate 9 capable of supporting the products to be degreased. Cooling coils 10, with inlet and outlet for cooling water, are housed all around the walls at the upper part of the apparatus, to condense the vapor of the solvent and thereby regulate its level and prevent it from escaping from the appliance. A drain 11 is placed just below the coils to collect the condensation products therefrom and to bring these products back to the pure solvent tank 2 via the pipe 12.
This pipe 12 is preferably provided with a three-way valve 18 which allows the passage of the solvent from the drain 11 to the reservoir 2 when the apparatus is operating normally for the degreasing. If for any reason one wishes to use the apparatus as a still, the tap 18 can be arranged to obtain the flow of pure condensed solvent,
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drain 11 to an appropriate tank through pipe 19. This operation may become necessary when it is desired at some point to completely clean or overhaul the device. The heating of the solvent is effected by the gas burners 13 and 14 under the control of thermostatic devices 15 and 16 to avoid any danger of overheating. If necessary, oil can be continuously withdrawn from the sump 3 by means of the hose with water seal 17.
In addition to the features mentioned, the appliance is generally fitted with a removable cover to prevent any loss of solvent vapor when the appliance is not in use, as well as doors for cleaning and emptying valves for each. reservoir, these members not being shown in the drawing. It is sometimes more convenient to use a drain cock to carry out intermittent withdrawal from the reservoir 3 containing the impure solvent, and in this case the outlet pipe 17 can be dispensed with.
Before starting the degreasing operations, the apparatus is charged with a sufficient quantity of volatil solvent, for example trichlorethylene. The vapors required for the degreasing are then formed by heating the solvent, and the level reached by the vapors in the upper part of the vessel is automatically regulated by the cooling coils 10 in which a cooling liquid such as liquid is circulated. water for example. It is not essential that only the reservoir 2 is initially filled with pure solvent when the degreasing is started with an unclean apparatus. This operating mode is however adopted most often, so as to reach the normal operating conditions of the apparatus as quickly as possible.
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possible.
For the same purpose, it is also advantageous to put a certain quantity of oil in the reservoir 3 which is also heated. This oil thus constitutes a heat reservoir and provides the rapid evaporation of the solvent dripping into the reservoir 3 at the start of the degreasing. The products to be degreased are placed inside the container in a suitable manner by supporting them suitably on the grill 9 or inside a mesh basket arranged so as to bear on the rim 8 of the. the inner perimeter of the container, these products are left in the apparatus for the time necessary to obtain the degreasing and then they are removed to replace them with other products to be treated.
The products are degreased by condensing the solvent thereon, followed by draining the solvent entraining the dissolved oil which is collected in the impure solvent tank. The oily solvent falling on the roof of the tank containing the pure solvent flows into the solvent tank soiled by the slope of this roof. The reservoir containing the impure solvent is maintained at a temperature high enough to evaporate almost instantly all the solvent entering it. A temperature of around 130 C. is very suitable for this result.
Preferably, thermostatic devices are used to control the temperature when the heating agents are gas or electricity. When water vapor is used, it is supplied to the coils under sufficient pressure to maintain the desired temperature. The pure solvent in the other sump 2 is constantly kept boiling to provide a sufficient quantity of steam to replace that which condenses by the degreasing and on the coils controlling the upper level of the steam.
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The mist of pure liquid solvent is substantially maintained by the flow of the condensed liquid over the cooling coils, but fresh solvent must be added from time to time to make up for the small amount wasted and lost which also includes the solvent. contained in the oily liquor which is withdrawn from the apparatus.
It is understood that the apparatus and method described represent only one embodiment of the present invention. The invention can for example be applied to degreasing processes where the products to be treated move into a zone containing dissolving vapors with or without simultaneous treatment with the liquid solvent, or even to processes in which the products are treated smoothly. - Cessally by solvents in the liquid state and by solvents in the vapor state. Among the variants of the apparatus, mention may be made of the use of a device in the form of a funnel to collect the impure solvent, and a collector and reservoir in the form of a shallow tank provided with heating devices and located just below the processed products.
Cooling coils arranged so as to produce a shower of freshly condensed solvent on the products to be treated can also be incorporated into the apparatus.
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