專利名稱：基于雙溶劑的精密組件清洗方法、設(shè)備及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及一種用于對(duì)部件進(jìn)行精密清洗的基于溶劑的清洗系統(tǒng)。具體而言，本發(fā)明涉及一種用于精密部件的雙溶劑清洗系統(tǒng)，其利用一種溶劑再生工藝來(lái)減少總體溶劑排放量。
背景技術(shù)：
精密的清洗及干燥系統(tǒng)通常利用包含各種溶劑、清潔劑或其他水性混合物的各種各樣的清洗溶液。這些系統(tǒng)用于清洗及干燥各種器件或部件，例如醫(yī)療器件、光學(xué)儀器、晶片、PC板、混合電路、磁盤驅(qū)動(dòng)組件、精密的機(jī)械或機(jī)電組件等等。
許多現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)利用被歸類為VOC或揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile OrganicCompound)的溶劑。VOC是有機(jī)化學(xué)品，其具有高的蒸氣壓力，因而VOC在環(huán)境溫度及壓力條件下可很容易形成蒸氣。盡管VOC可成功地用于精密清洗系統(tǒng)中，然而由于人們對(duì)于暴露及/或排放VOC會(huì)造成有害的環(huán)境及健康影響的關(guān)切，因此嚴(yán)格地規(guī)定VOC的使用及處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的是設(shè)計(jì)一種適當(dāng)?shù)那逑聪到y(tǒng)及適當(dāng)?shù)那逑捶椒?，以用于清洗精密組件、同時(shí)利用溶劑再生工藝來(lái)減少溶劑排放量，并同時(shí)回收溶劑以便重新利用及/或加以處理。本發(fā)明包括一種使用兩種溶劑來(lái)清洗精密組件以便去除灰土及其他污染物的雙溶劑設(shè)計(jì)。在一個(gè)代表性實(shí)施例中，這兩種溶劑可包括第一不含VOC的溶劑及第二不含VOC的溶劑，其中這些不含VOC的溶劑通常與VOC溶劑一樣有效。一種工作模式包括在第一不含VOC的溶劑內(nèi)清洗精密組件，以去除精密組件上的任何灰土、微粒物、油脂或其他污染物，隨后在盛納第二不含VOC的溶劑的第二槽內(nèi)對(duì)精密組件進(jìn)行漂洗，以去除由第一不含VOC的溶劑在精密組件上留下的任何膜。在該工作模式中，清洗步驟及漂洗步驟可分別包括在對(duì)應(yīng)溶劑內(nèi)使精密組件發(fā)生振動(dòng)并通過(guò)超聲波引起空化作用，以進(jìn)一步幫助進(jìn)行清洗及漂洗。一種溶劑回收模式包括從第二不含VOC的溶劑中分離出作為漂洗步驟的一部分而被去除的第一不含VOC的溶劑。在一個(gè)代表性實(shí)施例中，第二不含VOC的溶劑可能比第一不含VOC的溶劑更為昂貴，因此對(duì)第二不含VOC的溶劑進(jìn)行回收及再生以便重新利用，而第一不含VOC的溶劑、以及第一不含VOC的溶劑內(nèi)的任何污染物則可妥當(dāng)?shù)丶右蕴幚怼?br> 在某些代表性實(shí)施例中，本發(fā)明說(shuō)明一種使用具有溶劑再生系統(tǒng)的雙溶劑清洗系統(tǒng)來(lái)清洗精密組件的方法。
在某些代表性實(shí)施例中，本發(fā)明說(shuō)明一種用于清洗精密組件、同時(shí)提供對(duì)兩種溶劑的回收及/或處理的雙溶劑清洗系統(tǒng)。
在某些代表性實(shí)施例中，本發(fā)明說(shuō)明一種清洗設(shè)備，其包含多個(gè)槽及相關(guān)聯(lián)的管道系統(tǒng)，以利于使用具有溶劑回收系統(tǒng)的雙溶劑清洗系統(tǒng)來(lái)清洗精密組件。
在某些代表性實(shí)施例中，本發(fā)明說(shuō)明一種用于使用雙溶劑清洗系統(tǒng)來(lái)處理第一不含VOC的溶劑及回收第二不含VOC的溶劑的方法。
在本揭示內(nèi)容通篇中所用的術(shù)語(yǔ)“不含VOC的溶劑”的定義是包含由美國(guó)環(huán)保署(United States Environmental Protection Agency)確定為光化反應(yīng)性可忽略不計(jì)且在美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)(United States Code of Federal Regulations)的40C.F.R.51.100(s)部分中所規(guī)定的有機(jī)化合物，該部分以引用方式并入本文中。
以上對(duì)本發(fā)明各種實(shí)施例的概述并非旨在說(shuō)明本發(fā)明的每一所示實(shí)施例或每一種實(shí)施方案。下文具體實(shí)施方式
中的各附圖將更具體地舉例說(shuō)明這些實(shí)施例。


結(jié)合附圖閱讀下文對(duì)本發(fā)明各種實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，可更透徹地理解本發(fā)明，附圖中圖1為本發(fā)明的一種清洗系統(tǒng)的示意圖，其代表一種清洗及漂洗模式；圖2為圖1所示清洗系統(tǒng)的示意圖，其代表一種溶劑回收及廢料處理模式；圖3為圖1所示清洗系統(tǒng)中的漂洗槽及回收槽在啟動(dòng)模式中的示意圖；圖4為圖1所示清洗系統(tǒng)中的漂洗槽及回收槽在連續(xù)清洗模式中的示意圖；圖5為圖1所示清洗系統(tǒng)中的漂洗槽及回收槽在溶劑回收模式的第一步驟中的示意圖；圖6為圖1所示清洗系統(tǒng)中的漂洗槽及回收槽在溶劑回收模式的第二步驟中的示意圖；圖7為圖1所示清洗系統(tǒng)中的漂洗槽及回收槽在溶劑回收模式的第三步驟中的示意圖；圖8為圖1所示清洗系統(tǒng)中的漂洗槽及回收槽在溶劑回收模式的第四步驟中的示意圖；圖9為圖1所示清洗系統(tǒng)中的漂洗槽及回收槽在溶劑回收模式的第五步驟中的示意圖；以及圖10為圖1所示清洗系統(tǒng)中的漂洗槽及回收槽在返回至工作模式中的示意圖。
盡管本發(fā)明可存在各種修改及替代形式，然而在附圖中是以舉例方式顯示并在下文說(shuō)明中詳細(xì)說(shuō)明其具體細(xì)節(jié)。然而，應(yīng)了解，并非打算將本發(fā)明限定為所述的特定實(shí)施例。相反，打算涵蓋仍歸屬于由隨附權(quán)利要求書(shū)所界定的本發(fā)明精神及范圍內(nèi)的所有修改、等效及替代形式。
主要元件標(biāo)記說(shuō)明100雙溶劑清洗系統(tǒng)102系統(tǒng)外殼104清洗部分 106漂洗部分108溶劑回收部分 110清洗槽112第一溶劑 114第一再循環(huán)回路116超聲波換能器 118第一過(guò)濾器系統(tǒng)
119閥門120第一再循環(huán)泵122第一熱交換器124漂洗槽126第二溶劑128回收回路130第二過(guò)濾器系統(tǒng) 131a閥門131b閥門 131c閥門131d閥門 132第二再循環(huán)泵134第二熱交換器136回收槽138回收加熱器 139冷凝盤管140廢料槽 142溢流堰143籃子144蒸氣毯146溶劑混合物 148第一溶劑部分150第二溶劑部分152回收溢流堰154觀察孔具體實(shí)施方式
本發(fā)明的一種雙溶劑清洗系統(tǒng)100顯示于圖1及2中。雙溶劑清洗系統(tǒng)100設(shè)計(jì)用于并適于清洗各種精密組件，例如(舉例而言)醫(yī)療器件、光學(xué)儀器、晶片、PC板、混合電路、磁盤驅(qū)動(dòng)組件、精密的機(jī)械或機(jī)電組件等等。在某些當(dāng)前較佳的實(shí)施例中，雙溶劑清洗系統(tǒng)100包括一單獨(dú)的集成系統(tǒng)，因而在該雙溶劑清洗系統(tǒng)的各組件之間不需要進(jìn)行大量的互連。例如，該雙溶劑清洗系統(tǒng)可安裝于單個(gè)平臺(tái)或框架上及/或容納于單個(gè)外殼、容器或隔室內(nèi)。
如在圖1及2中所示，雙溶劑清洗系統(tǒng)100可包括一系統(tǒng)外殼102、一清洗部分104、一漂洗部分106及一溶劑回收部分108。包括清洗部分104、漂洗部分106及溶劑回收部分108在內(nèi)的各該組件可在系統(tǒng)外殼102內(nèi)以操作方式互連，從而可對(duì)單個(gè)一體化結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試、運(yùn)輸及安裝。
清洗部分104通常包括一清洗槽110、一第一溶劑112及一第一再循環(huán)回路114。清洗槽110可包括一開(kāi)口槽，其由例如不銹鋼、鉭、鈦、石英或聚合物(例如聚醚醚酮(PEEK))等適當(dāng)材料及其他適當(dāng)材料制成。清洗槽110可進(jìn)一步包括至少一個(gè)超聲波換能器116，以用于促進(jìn)清洗過(guò)程。超聲波能量會(huì)在第一溶劑112內(nèi)引起交替的低壓相態(tài)及高壓相態(tài)圖案。在低壓相態(tài)中，會(huì)形成氣泡或真空空穴。而在高壓相態(tài)中，氣泡則劇烈地爆聚。此種形成氣泡并使氣泡爆聚的過(guò)程通常稱作空化作用?？栈饔脮?huì)沿精密組件的表面形成強(qiáng)烈的擦洗過(guò)程，從而去除部件上的任何微粒物。在空化過(guò)程中所形成的氣泡非常微小，因此能夠滲入微裂縫內(nèi)，從而與簡(jiǎn)單的浸沒(méi)或攪動(dòng)清洗過(guò)程相比能夠提供增強(qiáng)的清洗效果。在一代表性實(shí)施例中，超聲波換能器116為由Crest Ultrasonic公司制造的陶瓷增強(qiáng)型換能器，其能夠在介于28KHz與2.5MHz之間的適宜頻率下提供超聲波能量。超聲波換能器116可使用例如環(huán)氧樹(shù)脂等粘合劑直接粘至清洗槽110的外側(cè)上。
第一再循環(huán)回路114包括一流動(dòng)系統(tǒng)，第一溶劑112通過(guò)第一過(guò)濾器系統(tǒng)118進(jìn)行再循環(huán)，以移除在清洗精密組件時(shí)所引入的微粒物。過(guò)濾器系統(tǒng)118可包括一個(gè)或多個(gè)適宜的過(guò)濾器安置，用于去除這些微粒物。過(guò)濾器系統(tǒng)118可包括預(yù)充填式過(guò)濾器，其包含例如聚醚砜、特富龍(Teflon)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚酯、或聚丙烯等過(guò)濾媒介，這些過(guò)濾媒介能夠去除尺寸小至0.03微米的微粒物。第一再循環(huán)回路114進(jìn)一步包括一閥門119及一第一再循環(huán)泵120。閥門119可包括自動(dòng)閥門，例如(舉例而言)電磁閥，或者用手致動(dòng)的手動(dòng)閥門。第一再循環(huán)泵120用于使第一溶劑112持續(xù)地經(jīng)過(guò)第一過(guò)濾器系統(tǒng)118進(jìn)行再循環(huán)。第一再循環(huán)回路114可進(jìn)一步包括一第一熱交換器122，以用于在將第一溶劑112重新引入清洗槽110中時(shí)持續(xù)地加熱第一溶劑112。借助第一熱交換器122，由于通過(guò)傳導(dǎo)、對(duì)流及輻射所散失的熱量得到補(bǔ)充，因而可使清洗槽110保持處于連續(xù)的溫度。
在一個(gè)當(dāng)前較佳的實(shí)施例中，第一溶劑112可包含適宜的不含VOC的溶劑，其具有能促進(jìn)去除例如灰土、微粒物、油及油脂等污染物的溶劑特性。例如，第一溶劑112的貝殼松脂-丁醇(kari-butanol)值約為60。在一個(gè)代表性實(shí)施例中，第一溶劑112包含基于大豆的不含VOC的溶劑，例如(舉例而言)可自位于內(nèi)布拉斯加州奧馬哈市的Ag Environmental Products公司購(gòu)得的Soyclear1500，其沸點(diǎn)為333℃。較佳地，第一溶劑112是可生物降解的及/或不具危害性的。基于大豆的溶劑的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，由于大豆具有可容易得到的性質(zhì)，因而這些類型的溶劑一般比較廉價(jià)。而且，通常不需要使用專門的及/或昂貴的處理設(shè)備及/或方法來(lái)處理基于大豆的溶劑，例如當(dāng)清洗槽110內(nèi)的油漬及/或油脂的水平達(dá)到足夠高的水平時(shí)，便可傾倒掉第一溶劑112并用未經(jīng)處理過(guò)的溶劑進(jìn)行補(bǔ)充?；诖蠖沟娜軇┛墒褂脗鹘y(tǒng)的方法進(jìn)行處理，例如(舉例而言)在焚燒爐中燃燒掉或者在鍋爐內(nèi)作為燃料流來(lái)源與燃料油一起使用。
漂洗部分106大體包括一漂洗槽124、一第二溶劑126及一回收回路128。除第二溶劑126以外，漂洗槽124還可包含在精密組件上以膜的形式引入漂洗槽124內(nèi)的第一溶劑112的殘留量。漂洗槽124可包括一開(kāi)口槽，其由與第一清洗槽100相同或相似的材料制成，舉例而言，由例如不銹鋼、鉭、鈦、石英或聚合物(例如PEEK)等適當(dāng)材料及其他適當(dāng)材料制成。漂洗槽124可進(jìn)一步包括至少一個(gè)超聲波換能器116，以用于在漂洗槽124內(nèi)引起空化作用，從而進(jìn)一步有助于所述清洗工藝。
回收回路128包括一流動(dòng)系統(tǒng)，第二溶劑126以及殘留的第一溶劑112在其中通過(guò)第二過(guò)濾器系統(tǒng)130進(jìn)行再循環(huán)，以移除漂洗槽124中的微粒物。第二過(guò)濾器系統(tǒng)130可包括一個(gè)或多個(gè)適宜的過(guò)濾器安置，用于去除這些微粒物?；厥栈芈?28進(jìn)一步包括多個(gè)閥門131a、131b、131c、131d及一第二再循環(huán)泵132。閥門131a、131b、131c、131d可包括自動(dòng)閥門，例如(舉例而言)電磁閥，或者用手致動(dòng)的手動(dòng)閥門。第二再循環(huán)泵132用于根據(jù)閥門131a、131b、131c、131d的工作模式及工作狀態(tài)來(lái)選擇性地通過(guò)回收回路128泵送適當(dāng)?shù)囊后w?；厥栈芈?28可進(jìn)一步包括一第二熱交換器134，以用于冷卻第二溶劑126及殘留的第一溶劑112。
在一個(gè)當(dāng)前較佳的實(shí)施例中，第二溶劑126可包含適宜的不含VOC的溶劑，其具有能促進(jìn)去除由第一溶劑112留在精密組件上的任何膜的溶劑特性。例如，第二溶劑126的kari-butanol值可介于約10至約150之間。在一個(gè)代表性實(shí)施例中，第二溶劑126包含工程溶劑，例如(舉例而言)可自位于明尼蘇達(dá)州圣保羅市的3M公司購(gòu)得的NovecTM工程流體HFE-7200。HFE-7200的沸點(diǎn)為61℃，且具有從-135℃至61℃的寬廣的液體范圍，從而使其成為用于蒸氣脫脂應(yīng)用的優(yōu)異的溶劑。此外，HFE-7200為非臭氧損耗性材料，造成全球變暖的潛力極低，能減少溫室氣體排放量，HFE-7200不是VOC，并得到認(rèn)可而不受美國(guó)環(huán)保署SignificantNew Alternatives Program的限制。
溶劑回收部分108可包括一回收槽136、一回收加熱器138、一冷凝盤管139及一廢料槽140?；厥詹?36可包括一開(kāi)口槽，其由與第一清洗槽100及漂洗槽124相同或相似的材料制成，舉例而言，由例如不銹鋼、鉭、鈦、石英或聚合物(例如PEEK)等適當(dāng)材料及其他適當(dāng)材料制成?；厥詹?36在一溢洪堰142處在實(shí)體上固定至漂洗槽124上并與漂洗槽124分離。因此，回收槽136與漂洗槽124共享一共用的蒸氣毯144。
當(dāng)完全組裝好并形成整體后，可對(duì)雙溶劑清洗系統(tǒng)100進(jìn)行配置，以進(jìn)行自動(dòng)化、半自動(dòng)化或手動(dòng)操作。除上文所提到及所述的組件之外，雙溶劑清洗系統(tǒng)進(jìn)一步包括一精密組件運(yùn)送系統(tǒng)，以用于通過(guò)將部件放置于一載具或籃子143中而在清洗槽110與漂洗槽124之間移動(dòng)精密部件。該精密組件運(yùn)送系統(tǒng)可包括一手動(dòng)系統(tǒng)，其中操作員只需將精密組件放置于正確的槽中，或者其可包括一用于將籃子143從清洗槽110移動(dòng)至漂洗槽124的自動(dòng)化部件運(yùn)送系統(tǒng)。另外，雙溶劑清洗系統(tǒng)100可包括適當(dāng)?shù)臒?、按鈕及開(kāi)關(guān)，以用于對(duì)雙溶劑清洗系統(tǒng)100進(jìn)行手動(dòng)操作?；蛘?，雙溶劑清洗系統(tǒng)100能夠進(jìn)行自動(dòng)化操作，例如(舉例而言)由微處理器、個(gè)人計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器(PLC)及類似裝置來(lái)控制及啟動(dòng)操作。
在一較佳實(shí)施例中，雙溶劑清洗系統(tǒng)100完全容納于系統(tǒng)外殼102內(nèi)，例如(舉例而言)一櫥柜化外殼中，以提供悅目、美觀的外觀。在此種櫥柜化系統(tǒng)中，用戶只需要提供第一溶劑112、第二溶劑126、所要清洗的精密組件以及電源。
在運(yùn)行過(guò)程中，雙溶劑清洗系統(tǒng)100可按兩種模式中的一種來(lái)運(yùn)行，第一種模式是正常運(yùn)行模式，其中如在圖1中所示對(duì)精密組件進(jìn)行清洗及漂洗，而第二種模式包括一多步驟工藝其用于分離第一溶劑112與第二溶劑126，隨后去除并可能處理第一溶劑112，并對(duì)第二溶劑126進(jìn)行再生以便在雙溶劑清洗系統(tǒng)100內(nèi)重新利用，如在圖2中所示。關(guān)于第二漂洗組件106及回收組件108在第一模式及第二模式期間的運(yùn)行，具體地參見(jiàn)圖3-10，在下文中將對(duì)其予以進(jìn)一步說(shuō)明。
正常作業(yè)如在圖1、3及4中所示，通過(guò)開(kāi)始雙溶劑清洗系統(tǒng)的再循環(huán)及加熱部分以達(dá)到所需運(yùn)行參數(shù)來(lái)啟動(dòng)雙溶劑清洗系統(tǒng)100的運(yùn)行。在清洗部分104內(nèi)，通過(guò)第一再循環(huán)回路114泵送第一溶劑112，以便第一熱交換器122可對(duì)第一溶劑112進(jìn)行加熱并因此加熱清洗槽110。在作業(yè)期間，使清洗槽110保持在大體恒定的溫度，例如(舉例而言)對(duì)于Soyclear 1500而言約為70℃。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，清洗槽110及第一再循環(huán)回路114可包含適宜的傳感器、儀表及報(bào)警裝置，以便可在清洗期間監(jiān)控及保持正確的溫度、流速、壓力及其他工藝變量。
在初始起動(dòng)雙溶劑清洗系統(tǒng)100的運(yùn)行時(shí)，如在圖3中所示，漂洗槽124及回收槽136分別含有第二溶劑126。啟用回收加熱器138來(lái)將回收槽136加熱至第二溶劑126的沸點(diǎn)，或者在為HFE-7200的情況下為61℃。同時(shí)，使冷凝盤管139以約5℃的溫度運(yùn)行，以便在漂洗槽124及回收槽136正上方形成包含第二溶劑126的蒸氣的蒸氣毯144。冷凝盤管139使第二溶劑126的蒸氣冷凝，從而使第二溶劑126的純凈蒸餾液持續(xù)地沿著壁向下流至漂洗槽124內(nèi)。隨著第二溶劑126的純凈蒸餾液流入漂洗槽124內(nèi)，漂洗槽124內(nèi)第二溶劑126的液位上升，直至其達(dá)到溢流堰142的液位為止。在溢流堰142處，第二溶劑126以瀑布形式流入回收槽136內(nèi)。在正常運(yùn)行期間，閥門131a、131c開(kāi)啟，而閥門131b、131d關(guān)閉，從而使第二再循環(huán)泵132通過(guò)第二過(guò)濾器系統(tǒng)130泵送漂洗槽124的內(nèi)含物，以濾除及去除漂洗槽124內(nèi)的任何微粒物。通過(guò)持續(xù)地增加第二溶劑126的蒸餾液及增加來(lái)自再循環(huán)泵132的泵能量，使漂洗槽124的溫度保持在大約51℃。
在如圖1所示的正常清洗及漂洗模式中，將精密組件放置于清洗槽110中，例如通過(guò)將精密組件放置于籃子143中。將籃子143浸沒(méi)于第一溶劑112內(nèi)，以便可去除精密組件上的任何微粒物、灰土、油、油脂及其他污染物，并使這些污染物懸浮在第一溶劑112內(nèi)。當(dāng)將籃子143及因此將精密組件浸沒(méi)于第一溶劑112內(nèi)時(shí)，超聲波換能器116可在第一溶劑112內(nèi)形成空化作用，以進(jìn)一步促進(jìn)去除精密組件上的污染物。當(dāng)使用籃子143作為自動(dòng)運(yùn)送系統(tǒng)的一部分時(shí)，可使籃子143以上/下及/或側(cè)向方式持續(xù)振動(dòng)，從而進(jìn)一步幫助去除精密組件上的污染物。使第一溶劑112持續(xù)地通過(guò)第一再循環(huán)回路114進(jìn)行再循環(huán)，以便可在第一再循環(huán)回路114中使用第一過(guò)濾器系統(tǒng)118去除第一溶劑112中由精密組件所引入的任何懸浮微粒物。
在清洗槽110中清除掉精密組件上的微粒物之后，使用籃子143將精密組件傳送至漂洗槽124。當(dāng)放置于漂洗槽124中時(shí)，在精密組件上可能會(huì)留有少量的第一溶劑112。第二溶劑126會(huì)從精密組件上漂洗掉任何殘余微粒物并溶解掉第一溶劑112?？赏ㄟ^(guò)使用超聲波換能器116在漂洗槽124內(nèi)形成空化作用而在漂洗槽124內(nèi)進(jìn)一步促進(jìn)此種漂洗。此外，可使籃子143以上/下及/或側(cè)向方式振動(dòng)，以進(jìn)一步促進(jìn)去除精密組件上的污染物。在清洗完之后，從漂洗槽124中移開(kāi)籃子143，其中蒸氣毯144會(huì)使精密組件變干燥，從而使其不含有任何膜或殘留物。然后，精密組件便準(zhǔn)備好進(jìn)行進(jìn)一步處理或使用。
在漂洗槽124內(nèi)，第二溶劑126的液位保持處于穩(wěn)態(tài)液位，因此恒定的溢流流過(guò)溢流堰142，并流入回收槽136內(nèi)。當(dāng)在漂洗槽124中漂洗精密組件時(shí)，第一溶劑112的被溶解的量以及存在于精密組件上的任何其他污染物會(huì)持續(xù)地污染第二溶劑126。因此，如在圖4中所示，流入回收槽136內(nèi)的溢流會(huì)在回收槽136內(nèi)引入第一溶劑112、第二溶劑126及任何其他污染物的混合物。由于將第一溶劑112選擇成具有比第二溶劑126高的沸點(diǎn)(較佳為高得多的沸點(diǎn))，因而第二溶劑126持續(xù)地自溶劑混合物146中汽化分離，隨著時(shí)間的進(jìn)行，此會(huì)使回收槽136內(nèi)第一溶劑112的量積聚并增多。最終，回收槽136內(nèi)第一溶劑112的濃度會(huì)升高至使溶劑混合物146的沸點(diǎn)升高的程度，從而最終達(dá)到需要分離溶劑混合物146的程度。
分離及處理作業(yè)雙溶劑清洗系統(tǒng)100的溶劑處理及回收模式顯示于圖2及圖5-10中。如在圖4中所示，雙溶劑清洗系統(tǒng)100的持續(xù)運(yùn)行最終導(dǎo)致回收槽136內(nèi)第一溶劑112的濃度達(dá)到不可接受的水平，如由溶劑混合物146沸點(diǎn)的升高所證實(shí)(例如(舉例而言)升高10℃或更高)。溶劑混合物146(包含任何所溶解的污染物)的分離是通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)將回收槽136內(nèi)溶劑混合物146的溫度冷卻至50℃，從而形成兩個(gè)明顯不同的液位，包含第一溶劑112(包含任何灰土污染物)的第一溶劑部分148及包含第二溶劑126的第二溶劑部分150。第一溶劑部分148與第二溶劑部分150通?？捎寐阊圻M(jìn)行目視區(qū)分。
回收槽136內(nèi)的冷卻是通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)閉回收加熱器138，關(guān)閉冷凝盤管139，從而使蒸氣毯144萎縮，并通過(guò)開(kāi)啟閥門131b、131d、同時(shí)關(guān)閉閥門131a、131c來(lái)使回收槽136內(nèi)的液體通過(guò)回收回路128再循環(huán)，從而可通過(guò)第二熱交換器34對(duì)液體進(jìn)行冷卻。隨著溶劑混合物146的冷卻，第二溶劑126不再?gòu)娜軇┗旌衔?46中汽化分離，因而第二溶劑126的純凈蒸餾液停止在冷凝盤管139處冷凝且不再填充漂洗槽124，從而使漂洗槽124內(nèi)第二溶劑126的液位降至溢流堰142的高度且不再以瀑布形式流入回收槽136內(nèi)，如在圖4、5及6中所示。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，漂洗槽124、回收槽136及回收回路128可包含適宜的傳感器、儀表及報(bào)警裝置，以便可在清洗期間監(jiān)控及保持正確的溫度、流速、壓力及其他工藝變量。當(dāng)回收槽冷卻至50℃時(shí)，溶劑混合物146便如在圖7中所示分離成第一溶劑部分148及第二溶劑部分150。
一旦已形成第一溶劑部分148及第二溶劑部分150，便可開(kāi)啟閥門131b、131c、同時(shí)關(guān)閉閥門131a、131d，以便可將漂洗槽124內(nèi)的第二溶劑126泵送至回收槽136內(nèi)，從而使第二溶劑部分150的量增多。隨著第二溶劑部分150的增多，第一溶劑部分148升高，直至其達(dá)到一回收溢流堰152為止，包含第一溶劑112及任何灰土污染物的第一溶劑部分148溢流至廢料槽140內(nèi)，如在圖8中所示。較佳地，回收槽136包含一觀察孔154，其相對(duì)于回收溢流堰152定位成使操作員可在第一溶劑部分148溢出回收溢流堰152時(shí)觀察第一溶劑部分148。隨著回收槽136內(nèi)第二溶劑126的液位的升高，第二溶劑部分150最終接近回收溢流堰152的高度，如在圖9中所示。此時(shí)，大多數(shù)第一溶劑部分148已被導(dǎo)入廢料槽140內(nèi)，因而將閥門131a、131b、131c及131d置于正常作業(yè)位置，且其余組件可恢復(fù)正常作業(yè)狀態(tài)，如在圖10中所示?；蛘?，可通過(guò)安裝適宜的光學(xué)傳感器(例如(舉例而言)光電監(jiān)測(cè)器或照相機(jī))對(duì)第一溶劑部分148與第二溶劑部分150之間進(jìn)行目視區(qū)分來(lái)自動(dòng)進(jìn)行第一溶劑部分148的溢流。
為使雙溶劑清洗系統(tǒng)100成功地運(yùn)行，不必將所有第一溶劑112從回收槽136中去除，而是僅使溶劑混合物146的沸點(diǎn)得到降低從而接近第二溶劑126的沸點(diǎn)即可。然后，可根據(jù)需要對(duì)廢料槽140內(nèi)的第一溶劑112(包含任何所溶解的微粒物及污染物)進(jìn)行循環(huán)利用、回收或加以處理。較佳地，第一溶劑112是不含VOC的溶劑，從而使其可進(jìn)行焚燒或用作燃料流來(lái)源。如上文所述，當(dāng)?shù)诙軇?26的單價(jià)高于第一溶劑112的單價(jià)時(shí)，雙溶劑清洗系統(tǒng)100在經(jīng)濟(jì)性方面可能特別有利。
應(yīng)了解，本發(fā)明并不打算過(guò)度地受限于本文所提及的例示性實(shí)施例及實(shí)例，且這些實(shí)例及實(shí)施例只是以舉例方式來(lái)提供。
權(quán)利要求
1.一種用于清洗精密組件的方法，其特征是包括通過(guò)將精密組件置于裝有第一溶劑的清洗槽內(nèi)來(lái)清洗所述精密組件，以去除所述精密組件上的污染物；在裝有第二溶劑的漂洗槽中漂洗所述精密組件，其中通過(guò)所述第二溶劑以去除所述精密組件上所述第一溶劑的任何殘余量，從而形成溶劑混合物；及通過(guò)冷卻所述溶劑混合物以使第一溶劑部分位于第二溶劑部分頂上，來(lái)將回收槽中所述溶劑混合物分離成所述第一溶劑部分及所述第二溶劑部分，所述第一溶劑部分與所述第二溶劑部分可由裸眼進(jìn)行目視區(qū)分，且其中可從所述回收槽中去除所述第一溶劑部分。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是從所述回收槽中去除所述第一溶劑部分包括將溶劑混合物從所述漂洗槽泵送至所述回收槽內(nèi)，以使所述第一溶劑部分達(dá)到回收溢流堰并溢流至處理槽內(nèi)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是從所述漂洗槽泵送所述溶劑混合物是在所述第二溶劑部分接近所述回收溢流堰時(shí)完成。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是進(jìn)一步包括在所述處理槽中處理所述第一溶劑部分。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是當(dāng)所述回收槽中所述溶劑混合物的沸點(diǎn)超過(guò)所述第二溶劑的沸點(diǎn)至少10℃時(shí)，分離所述溶劑混合物變得有必要。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是清洗所述精密組件包括在所述第一溶劑內(nèi)引起空化作用。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是清洗所述精密組件包括在所述第一溶劑內(nèi)振動(dòng)所述精密組件。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是漂洗所述精密組件包括在所述溶劑混合物內(nèi)引起空化作用。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是漂洗所述精密組件包括在所述溶劑混合物內(nèi)振動(dòng)所述精密組件。
10.一種用于去除精密組件上的污染物的雙溶劑清洗系統(tǒng)，其特征是包括清洗部分，其具有用于容納第一溶劑的清洗槽；漂洗部分，其具有用于容納第二溶劑的漂洗槽，所述第二溶劑具有低于所述第一溶劑至少約10℃的第二溶劑沸點(diǎn)，所述第二溶劑溶解來(lái)自所述清洗槽的精密組件上所殘余的任何第一溶劑，所述漂洗槽進(jìn)一步包括位于所述第二溶劑上方的冷凝盤管；及溶劑回收部分，其具有用于容納所述第一溶劑與所述第二溶劑的溶劑混合物的回收槽，所述回收槽通過(guò)溢流堰以與所述漂洗槽分離，所述回收槽進(jìn)一步包括加熱源及冷卻源；其中，所述加熱源在所述漂洗槽與所述回收槽上方形成共享的第二溶劑蒸氣毯，以使所述第二溶劑的純凈蒸餾液在所述冷凝盤管上冷凝并流入所述漂洗槽內(nèi)，從而使所述第二溶劑的液位升高，直至其以瀑布形式流過(guò)所述溢流堰并流入所述回收槽內(nèi)為止；其中，所述回收槽中的所述第一溶劑的濃度隨時(shí)間增大，致使溶劑混合物沸點(diǎn)超過(guò)所述第二溶劑沸點(diǎn)至少約10℃，從而使所述溶劑混合物需要分離，及其中，所述冷卻源冷卻所述回收槽中的所述溶劑混合物，以形成可通過(guò)裸眼進(jìn)行目視區(qū)分的第一溶劑部分與第二溶劑部分，從而由所述回收槽中去除所述第一溶劑部分。
11.如權(quán)利要求10所述的雙溶劑清洗系統(tǒng)，其特征是所述溶劑回收部分包括通過(guò)回收溢流堰以與所述回收槽分離的處理槽，所述第一溶劑部分流過(guò)所述回收溢流堰并流入所述處理槽內(nèi)。
12.如權(quán)利要求10所述的雙溶劑清洗系統(tǒng)，其特征是所述第一溶劑與所述第二溶劑中的至少之一包括不含VOC的溶劑。
13.如權(quán)利要求12所述的雙溶劑清洗系統(tǒng)，其特征是所述第一溶劑包括基于大豆的溶劑。
14.如權(quán)利要求10所述的雙溶劑清洗系統(tǒng)，其特征是進(jìn)一步包括用于將所述精密組件從所述清洗槽傳送至所述漂洗槽的籃子。
15.如權(quán)利要求10所述的雙溶劑清洗系統(tǒng)，其特征是所述清洗槽包括至少一個(gè)超聲波換能器，以用于在所述第一溶劑內(nèi)產(chǎn)生空化作用。
16.如權(quán)利要求10所述的雙溶劑清洗系統(tǒng)，其特征是所述漂洗槽包括至少一個(gè)超聲波換能器，以用于在所述溶劑混合物內(nèi)產(chǎn)生空化作用。
17.如權(quán)利要求10所述的雙溶劑清洗系統(tǒng)，其特征是所述清洗部分包括具有清洗泵、清洗過(guò)濾器及清洗加熱器的清洗再循環(huán)回路，所述清洗泵使所述第一溶劑通過(guò)所述清洗過(guò)濾器再循環(huán)以去除微粒物質(zhì)，且所述清洗泵使所述第一溶劑通過(guò)所述清洗加熱器再循環(huán)以加熱所述第一溶劑。
18.如權(quán)利要求10所述的雙溶劑清洗系統(tǒng)，其特征是所述漂洗部分包括具有漂洗泵及漂洗過(guò)濾器的漂洗再循環(huán)回路，所述漂洗泵使所述溶劑混合物通過(guò)所述漂洗過(guò)濾器再循環(huán)以去除微粒物質(zhì)。
19.如權(quán)利要求18所述的雙溶劑清洗系統(tǒng)，其特征是所述漂洗再循環(huán)回路流體連接至所述回收槽，且其中所述漂洗泵通過(guò)所述冷卻源來(lái)泵送所述溶劑混合物，以將所述溶劑混合物分離成所述第一溶劑部分及所述第二溶劑部分。
20.如權(quán)利要求10所述的雙溶劑清洗系統(tǒng)，其特征是所述回收槽包括觀察窗，以允許在從所述回收槽中去除所述第一溶劑部分時(shí)裸眼觀察所述第一溶劑部分。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種如在圖1中所示的雙溶劑清洗系統(tǒng)(100)，其用于清洗精密組件且不使用VOC溶劑。清洗系統(tǒng)包括清洗部分(104)、漂洗部分(106)及溶劑回收部分(108)。雙溶劑清洗系統(tǒng)提供一種使用不含VOC的溶劑來(lái)清洗及漂洗精密組件的雙模式作業(yè)，該不含VOC的與現(xiàn)有技術(shù)的基于VOC溶劑的系統(tǒng)一樣有效、同時(shí)隨后允許該不含VOC的溶劑的回收及重新利用。
文檔編號(hào)B08B7/00GK101068630SQ200580036870
公開(kāi)日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者偉恩·茂瑟, 羅素·曼契斯特, 威廉·巴瑞特, 佛雷德里克·伯格曼 申請(qǐng)人:福渥爾科技克雷斯特集團(tuán)公司