AT108U1 - Anlage zur reinigung von werkstuecken mittels einer organischen reinigungsfluessigkeit - Google Patents

Description

AT 000 108 Ul

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Reinigung von Werkstücken mittels einer Reinigungsflüssigkeit in Form eines organischen Lösungsmittels, die eine Steuereinrichtung, eine Arbeitskammer zur Durchführung des Reinigungsvorgangs, einen Speicherbehälter für die Reinigungsflüssigkeit, eine Vakuumpumpe, einen Lösungsmitteldampf-Kondensator sowie dem Verbinden verschiedener Anlagekomponenten dienende und zumindest teilweise mit Ventilen versehene Rohrleitungen aufweist, wobei die Arbeitskammer' eine durch einen Deckel druckdicht verschließbare Beschickungsöffnung zum Einfuhren und Entnehmen von Werkstücken besitzt und zur Trockung der gereinigten Werkstücke in der Arbeitskammer eine mit letzterer verbundene Absaugleitung vorgesehen ist, in der in Äbsaugrichtung aufeinanderfolgend der Kondensator und die Vakuumpumpe liegen.

Bekannte derartige Anlagen, in denen der Speicherbehälter der Aufnahme eines Reinigungsflüssigkeitsvolumens dient, das mindestens so groß ist wie das in der Arbeitskammer zum Reinigen der Werkstücke erforderliche Reiniguiigs-flüssigkeits volumen, aber auch dem Zwischenspeichern der Reinigungsflüssigkeit zwischen den Reinigungsvorgängen, d.h. also während des Trocknens der gereinigten Werkstücke sowie während des Be- und Entladens der Arbeitskammer, werden üblicherweise aus einem im allgemeinen als Faß ausgebildeten Transportbehälter mit Reinigungsflüssigkeit befüllt, wozu die Reinigungsflüssigkeit mittels einer Flüssigkeitspumpe aus dem Transportbehälter in, den Speicherbehälter gepumpt wird; dabei entsteht das Problem, daß beim Befüllen des Speicherbehälters aus diesem keine oder möglichst 2 AT 000 108 Ul wenig mit Lösungsmitteldämpfen belastete Luft in die Atmosphäre gelangen darf. Gleiches gilt beim Entleeren einer solchen Anlage, wenn insbesondere verbrauchte Reinigungsflüssigkeit in einen solchen Transportbehälter abgelassen oder umgepumpt wird, bezüglich der dabei aus dem Transportbehälter verdrängten, mit Lösungsmitteldämpfen belasteten Luft.

Die in der Arbeitskammer mittels der Reinigungsflüssigkeit gereinigten Werkstücke werden meist durch im Kreislauf geführte erhitzte Luft getrocknet, wobei der .Trocknungsluftkreislauf die Arbeitskammer, einen Kondensator für die Lösungsmitteldämpfe, eine Heizvorrichtung zum Aufheizen der Trocknungsluft und ein Gebläse enthält. Es ist aber auch schon bekannt, die Arbeitskammer zum Trocknen der gereinigten Werkstücke mittels einer Vakuumpumpe teilweise zu evakuieren und so die Verdampfung der

Reinigungsflüssigkeit zu beschleunigen - meist besitzen die gereinigten Werkstücke aufgrund der vorausgegangenen Behandlung noch eine gewisse Restwärme.

In den bekannten Anlagen der hier in. Rede stehenden Art ist außerdem eine Flüssigkeitspumpe vorgesehen, um Reinigungsflüssigkeit aus dem Speicherbehälter in die Arbeitskammer (oder umgekehrt) zu pumpen, während für den umgekehrten Vorgang bei einem entsprechenden Niveauunterschied von der Schwerkraft Gebrauch gemacht werden kann.

Die Reinigungsflüssigkeit muß zumindest nach einer gewissen Gebrauchszeit regeneriert werden; es ist z.B. erforderlich, von einem Bearbeitungsvorgang stammende Späne und andere feste Schmutzpartikel aus der Reinigungsflüssigkeit auszufiltem, die gebrauchte Reinigungsflüssigkeit enthält aber häufig auch fett- und ölartige Verunreinigungen, die z.B. von bei vorausgegangenen Bearbeitungen der Werkstücke eingesetzten Bearbeitungs- und Kühlflüssigkeiten herrühren und durch Destillieren der Reinigungsflüssigkeit von dieser abgetrennt werden. Bei den bekannten Anlagen wird eine

Flüssigkeitspumpe verwendet, um die Reinigungsflüssigkeit durch ein Filter * hindurchzudrücken, und das Destillieren erfolgt im allgemeinen in gesonderten, explosionsgeschützten Destillen unter Bedingungen, bei denen die Temperatur des Lösungsmittels bzw. der Lösungsmitteldämpfe über dem Flammpunkt liegt. 3 AT 000 108 Ul

Der die Beschickungs- und Entladeöffnung der Arbeitskammer verschließende Deckel muß druckdicht abschließen und gesichert werden, wozu in der Regel aufwendige mechanische VerriegelungsVorrichtungen vorgesehen werden, deren Verriegelungsstellungen von der Steuereinrichtung der Anlage über Positionsschalter überwacht werden.

Schließlich benötigen die bekannten Anlagen der in Rede stehenden Art Überfüllsicherungen für den vorstehend erwähnten Transportbehälter und häufig auch gesonderte Abluftreinigungssysteme zur Entfernung · von Lösungsmitteldämpfen aus der Abluft, die sich bei solchen Anlagen im allgemeinen nicht vollständig vermeiden läßt.

In solchen Reinigungsanlagen werden die zu reinigenden Werkstücke entweder so gereinigt, daß sie in der Arbeitskammer mit Reinigungsflüssigkeit abgespritzt (Spritzreinigen), in einem in der Arbeitskammer erzeugten Reinigungsflüssigkeitsbad, gegebenenfalls unterstützt durch Ultraschalleinwirkung, gereinigt (Flutwaschen) oder so mit Reinigungsflüssigkeitsdampf behandelt werden, daß dieser an den Werkstücken kondensiert und dabei Verunreinigungen von den Werkstücken abgewaschen werden; es ist aber auch schon bekannt, verschiedene Reinigungsverfahren miteinander zu kombinieren, so z.B. das Abspritzen der Werkstücke mit Reinigungsflüssigkeit, so lange sie in einem Reinigungs flüssigkeitsbad untergetaucht sind (sogenanntes Injektionsflutwaschen).

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsanlage der eingangs erwähnten Art kostengünstiger zu gestalten (hinsichtlich der Investitions- und/oder der Betriebskosten), und die erfindüngsgemäße Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß die Rohrleitungen der Anlage derart geschaltet sind, daß mit durch die Vakuumpumpe· erzeugtem sowie über den Kondensator angelegtem Unterdrück wenigstens zwei der folgenden Vorgänge bewirkt werden können: (a) Trocknung gereinigter Werkstücke durch Erzeugen eines Unterdrucks in der Arbeitskammer und Absaugen der Lösungsmitteldämpfe; 4 AT 000 108 Ul (b) Destillieren von im Speicherbehälter befindlichem Lösungsmittel bei abgesenktem Siedepunkt durch Erzeugen eines Unterdrucks im Speicherbehälter, wobei letzterer mit einer Heizvorrichtung zur Erwärmung des Lösungsmittels versehen und zur Kondensation der Lösungsmitteldämpfe mit dem mit der Vakuumpumpe kommunizierenden Kondensator verbunden ist; (c) Befüllen der Arbeitskammer und/oder des Speicherbehälters mit •Reinigungsflüssigkeit aus einem Transportbehälter, wobei eine zu letzterem führende und mit dem zu befüllenden Behältnis verbundene Fülleitung vorgesehen und durch Erzeugen eines Unterdrucks in diesem Behältnis die Reinigungsflüssigkeit aus dem belüfteten Transportbehälter ab- und in dieses Behältnis einsaugbar ist; (d) Abführen der Reinigungsflüssigkeit aus der Arbeitskammer und/oder dem Speicherbehälter in einen Transportbehälter, wobei eine zu letzterem führende und mit dem zu entleerenden Behältnis verbundenen Abla&leitung sowie eine zu dem Transportbehälter führende und mit der Vakuumpumpe, kommunizierende Vakuumleitung vorgesehen sind zur Erzeugung eines Unterdrucks im Transportbehälter und zum Absaugen der Reinigungsflüssigkeit aus dem zu entleerenden Behältnis sowie zum Einsaugen dieser Reinigungsflüssigkeit in den Transportbehälter; {e} Überführen von Reinigungsflüssigkeit vom Speicherbehälter in die Arbeitskammer bzw. umgekehrt durch Erzeugen eines Unterdrucks in dem zu befüllenden Behältnis zwecks Absaugung von Reinigungsflüssigkeit aus dem einen belüfteten Behältnis und Einsaugen derselben in das andere Behältnis über eine Verbindungsleitung zwischen den beiden Behältnissen; (f) Entgasung der Reinigungsflüssigkeit für eine Ultraschallunterstützte Reinigung in der Arbeitskammer durch Erzeugen eines Unterdrucks in der mit einem Ultraschallgenerator versehenen Arbeitskammer; 5 AT 000 108 Ul (g) Sicherung des Arbeitskammerdeckels auf der Beschickungsöffnung durch Erzeugen eines Unterdrucks in der Arbeitskammer; (h) Erzeugung eines Unterdrucks als Arbeitsdruck in mindestens einem Teil der Anlagenkomponenten als Explosionsschutzmaßnahme und/oder zur Vermeidung eines Lösungsmitteiaustritts aus der Anlage; (i) Rücksaugung von durch die Vakuumpumpe geförderten Gasen von einer Stelle der Absaugleitung stromabwärts der Vakuumpumpe in eine durch letztere auf einen Unterdrück gebrachte Anlagenkomponente; und (j) Überführen eines mit Lösungsmitteldämpfen beladenen Gasvolumens von einer in eine andere Anlagenkomponente.

Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Anlage so gestaltet, daß durch eine einzige Vakuumpumpe alle vorstehend aufgeführten Vorgänge bewirkt werden können, soweit in der Anlage von diesen Vorgängen Gebrauch gemacht wird.

Außerdem ist es zu bevorzugen, wenn beim Vorgang (h) in allen Anlagenkomponenten, d.h. in der gesamten erfindungsgemäßen Anlage, ein unter Atmosphärendruck liegender Arbeitsdruck eingestellt wird.

Vakuumpumpen, wie sie schon bisher in den eingangs geschilderten bekannten Reinigungsanlagen für den Trocknungsvorgang eingesetzt wurden, sollten aus technischen Gründen ständig laufen, und dies gilt insbesondere für eine Drehschieber-Vakuumpumpe, die für eine erfindungsgemäße ‘ Reinigungsanlage besonders zu bevorzugen ist (eine solche Drehschieber-Vakuumpumpe wird beispielsweise von der Firma LEYBOLD unter der Typeribezeichnung D 65 B angeboten). Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage ist nun nicht nur darin zu sehen, daß durch eine einzige Anlagenkomponente, nämlich die Vakuumpumpe, gegebenenfalls zahlreiche andere Komponenten der geschilderten bekannten f - Reinigungsanlagen ersetzt werden, so z.B. eine Flüssigkeitspumpe zum Befüllen und Entleeren der Anlage, eine Flüssigkeitspumpe zum Filtrieren der Reinigungsflüssigkeit, eine Flüssigkeitspumpe zum Umpumpen der 6 AT 000 108 Ul

Reinigungsflüssigkeit vom Speicherbehälter in die Arbeitskammer und gegebenenfalls umgekehrt, besondere Verriegelungs- und Sicherungsmittel für den Deckel der Beschickungsöffnung der Arbeitskammer etc., wodurch sich deutlich geringere Investitionskosten, aber auch geringere Wartungskosten und eine geringere Anzahl störanfälliger Anlagenkomponenten ergeben, sondern die erfindungsgemäße Anlage führt auch zu einer deutlichen Energieeinsparung, da sich mit der ohnehin ständig laufenden Vakuumpumpe dann, wenn sie nicht für die Werkstücktrocknung benötigt wird, andere Vorgänge durchführen lassen, ohne daß ein weiterer Energieverbraucher eingeschaltet werden muß.

Wenn in einer erfindungsgemäßen Reinigungsanlage mit einem chlorierten und deshalb nicht brennbaren organischen Lösungsmittel als Reinigungsflüssigkeit gearbeitet wird, bedarf es keiner besonderen Maßnahmen, um die verschiedenen Vorgänge bei verhältnismäßig niederen Temperaturen durchführen zu können, die unter dem Flammpunkt des Lösungsmittels bzw. der Lösungsmitteldämpfe liegen. In einem solchen Fall kann der Lösungsmittelanteil der Abluft der Anlage mittels eines Adsorbers vermindert werden, der sich durch Vakuumdesorption regenerieren läßt, wobei das hierfür erforderliche Vakuum wiederum durch die Vakuumpumpe erzeugt wird. Da jedoch die maximal zulässigen Emissionswerte für chlorierte organische Lösungsmittel deutlich geringer sind als für halogenfreie organische Lösungsmittel, werden Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Reinigungsanlage bevorzugt, in denen das Lösungsmittel ein halogenfreies organisches Lösungsmittel ist.

Da solche halogenfreie organische Lösungsmittel und ihre Dämpfe jedoch leicht brennbar sind, und unter Atmosphärendruck erheblich über 100° C sieden und Flammpunkttemperaturen haben, die nur 55° C betragen können, werden für solche Lösungsmittel Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anlage bevorzugt, bei denen insbesondere bei der Durchführung der

Werkstückreinigung und der Regenerierung der Reinigungsflüssigkeit die Flammpunkttemperatur des betreffenden Lösungsmittels nicht erreicht wird. Da - die Siedetemperatur bekanntlich stark vom herrschenden Druck abhängt, kann die Siedetemperatur durch Arbeiten bei geringerem als atmosphärischem Druck deutlich abgesenkt werden. Dies ist besonders beim Destillieren des Lösungsmittels zum Zwecke der Regenerierung der Reinigungsflüssigkeit von 7 AT 000 108 Ul

Bedeutung, weshalb bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage die Steuereinrichtung so ausgebildet .ist, daß beim Destillieren von im Speicherbehälter befindlichem Lösungsmittel - Vorgang (b) - durch die Steuereinrichtung der Druck im Speicherbehälter sowie die

Temperatur des in letzterem enthaltenen Lösungsmittels so eingestellt sind, daß die Flammpunkttemperatur des Lösungsmitteldampfs nicht erreicht wird.

Um zu verhindern, daß z.B. beim Trocknen gereinigter Werkstücke oder beim Destillieren von Lösungsmittel im Zuge der Reinigungsflüssigkeitsregenerierung im Kondensator anfallendes flüssiges Lösungsmittel von der Vakuumpumpe angesaugt wird, könnten zwischen Kondensator und Vakuumpumpe entsprechende Flüssigkeitsrückhaltemittel vorgesehen werden.

Einfacher ist es jedoch, zum Ableiten kondensierten Lösungsmittels aus dem Kondensator von diesem eine Lösungsmittel-Ablaufleitung zur Arbeitskammer und/oder zum Speicherbehälter führen, die insbesondere von der niedersten Stelle des Kondensators wegführt und vorzugsweise auch noch ein Gefälle zur Arbeitskammer bzw. zum Speicherbehälter hat. Beim Destillieren von im Speicherbehälter bevorratetem Lösungsmittel ist es unproblematisch, im Kondensator anfallendes, auskondensiertes Lösungsmittel in die· · Arbeitskammer ablaufen zu lassen; wenn hingegen bei der Trocknung gereinigter Werkstücke ein weiteres Absinken des Drucks in der Arbeitskammer als Signal für die Steuereinrichtung herangezogen wird, den Trocknungsvorgang zu beenden, empfiehlt es sich, während des Trocknungsvorgangs im Kondensator anfallendes flüssiges Lösungsmittel nicht in die Arbeitskammer, sondern in den Speicherbehälter ablaufen zu lassen, was sich dadurch bewerkstelligen läßt, daß die Einmündung der den Kondensator mit dem Speicherbehälter verbindenden Ablaufleitung in den Kondensator tiefer liegt als die Einmündung der den Kondensator mit der Arbeitskammer verbindenden Ablaufleitung in den Kondensator. Eine Ablauf- oder Rückführleitung für im Kondensator kondensiertes Lösungsmittel, die den Kondensator mit dem Speicherbehälter verbindet, wird vorzugsweise als Schleuse ausgebildet, d.h. mit zwei im

I - Abstand voneinander angeordneten Ventilen, um dem Umstand Rechnung zu tragen, daß bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Anlage zum Regenerieren der Reinigungsflüssigkeit das im Speicherbehälter befindliche Lösungsmittel bei vermindertem Druck destilliert wird. Außerdem 8 AT 000 108 Ul ist es empfehlenswert, in dieser Lösungsmittel-Ablaufleitung eine Kältefalle vorzusehen, um zu verhindern, daß bei geöffnetem kondensatorseitigem Ventil infolge einer aufgrund der Umgebungstemperatur erwärmten Ablauf leitung kondensiertes Lösungsmittel wieder verdampft und in den Kondensator aufsteigt.

Bei bevorzugten Aus führungs formen der erfindungsgemäßen Anlage ist der Arbeitskammer ein mit der Steuereinrichtung verbundener Drucksensor zugeordnet, der z.B. dem.Zweck dient, den Vorgang des Trocknens gereinigter Werkstücke in der Arbeitskammer zu beenden, sobald der in der Arbeits-kammer herrschende Druck weiter abfällt, weil die Werkstücke getrocknet sind und kein Lösungsmittel mehr verdampfen kann.

Wird Reinigungsflüssigkeit von der Arbeitskammer in den Speicherbehälter oder umgekehrt gefördert, muß das Behältnis, aus dem die Reinigungsflüssigkeit ·abfließt, belüftet werden. Zur Verminderung der Menge des mit der Abluft der Anlage aus dieser in die Atmosphäre ausgetragenen Lösungsmitteldampfs empfiehlt es sich, die Anlage so auszubilden, daß zum Belüften des zu entleerenden Behältnisses dieses während seiner Entleerung über eine Belüftungsleitung mit einer Stelle der Absaugleitung stromabwärts der Vakuumpumpe verbunden ist.

Da im Zuge des Reinigens und Trocknens, von Werkstücken Reinigungsflüssigkeit vom Speicherbehälter in die Arbeitskammer und umgekehrt überführt werden muß, kann dieser Vorgang zum Filtern der Reinigungsflüssigkeit ausgenutzt werden, weshalb es vorteilhaft ist, eine der Überführung von Reinigungsflüssigkeit zwischen der Arbeitskammer und dem Speicherbehälter vorgesehene Verbindungsleitung mit einem Filter zu versehen. Da die hierbei am Filter auftretende Druckdifferenz ein Maß für die Verschmutzung des Filters ist, wird desweiteren empfohlen, zur Feststellung des Verschmutzungsgrads des Filters Mittel zur Erfassung der am Filter auf tretenden Druckdifferenz vorzusehen. Hierbei kann es sich um Zeiterfassungsmittel handeln, die die Dauer des Filtrationsvorganges erfassen, oder auch um einen Drucksensor, insbesondere um den vorstehend erwähnten, der Arbeitskammer zugeordneten Drucksensor. 9 AT 000 108 Ul

Zu jedem zündfähigen Gasgemisch gibt es einen Druck, bei dessen Unterschreit«! eine Zündung dieses Gemisches nicht mehr möglich ist. Ferner findet bei einer Gasexplosion eine Vergrößerung des Gasvolumens auf maximal das Zehnfache des ursprünglichen Gasvolumens statt. Aus diesen Gründen wird empfohlen, bei einer erfindungsgemäßen Reinigungsanlage deren Steuereinrichtung zur Einstellung eines Drucks in der Anlage von ungefähr 1/10 des atmosphärischen Drucks auszubilden, sofern in der Anlage mit einem brennbaren, d.h. halogenfreien Lösungsmittel gearbeitet wird. Beträgt nämlich der Absolutdruck, in der Anlage nur 100 mbar, so hätte eine Zündung des Gemischs aus Luft und Lösungsmitteldampf, sollte sie überhaupt möglich sein, nur eine Druckerhöhung auf 1000 mbar, d.h. auf atmosphärischen Druck, zur Folge, ein Vorgang, der im allgemeinen als Druckstoß und nicht als Explosion bezeichnet wird und praktisch keine Gefährdung für das Bedienungspersonal zur Folge haben kann. Ein weiterer Vorteil einer mit der Vakuumpumpe bewirkten generellen Druckabsenkung in der Anlage ist darin zu sehen, daß ein Leck der Anlage nicht zum Austreten von Lösungsmitteldämpfen führen kann, da dann durch ein solches Leck nur Umgebungsluft in die Anlage gesaugt werden kann. In diesem Fall laufen also alle Prozesse in der Anlage bei einem stark reduzierten Druck ab - natürlich wird die Arbeitskammer aber bei atmosphärischem Druck be- und entladen, was jedoch unkritisch ist, da die Arbeitskammer dann praktisch kein Lösungsmittel bzw. keinen Lösungsmitteldampf mehr enthält und als Schleuse zu den übrigen Anlagenkomponenten wirken kann.

Um das Lösungsmittel nicht oder nicht ausschließlich in der eigentlichen Reinigungsanlage destillieren zu müssen, kann eine mit dem Speicherbehälter verbundene Destillationseinrichtung zum Aufbereiten von Reinigungsflüssigkeit vorgesehen sein; dies bringt auch den Vorteil mit sich, daß Lösungsmittel unabhängig vom Verfahrens ablauf in der eigentlichen

Reinigungsanlage destilliert werden kann.

Bekannte Destillationseinrichtungen besitzen einen Destillationsbehälter mit i integrierter Kondensationsvorrichtung, der in seiner Herstellung jedoch verhältnismäßig kostspielig ist und es häufig schwierig gestaltet, ihn absolut druckdicht zu machen. 10 AT 000 108 Ul

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb auch die Ausbildung eines Destillationsbehälters einer solchen Destillationseinrichtung, und erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, den Destillationsbehälter so auszubilden, daß er einen aufrechtstehenden, ersten Behälterbereich aufweist, welcher unten beheizbar und zur Aufnahme der zu destillierenden Reinigungsflüssigkeit ausgebildet ist und an den sich oben ein liegender, zweiter Behälterbereich anschließt, in dem sich die Kondensationsvorrichtung befindet und der unten mit einem Ablauf für das Kondensat versehen ist. Ein solcher Destillationsbehälter läßt sich billig herstellen und auf einfachste Weise druckdicht gestalten, wenn die beiden Behälterbereiche stumpf gegeneinanderstoßen und miteinander verschweißt sind, wobei sich eine besonders billige Ausführungsform dann ergibt, wenn die beiden Behälterbereiche von einseitig verschlossenen metallischen Rohren gebildet werden.

Schließlich ist Gegenstand der Erfindung, wie sich aus dem folgenden noch ergeben wird, auch ein Verfahren zur Reinigung von Werkstücken mit Hilfe eines organischen Lösungsmittels, zur Trocknung der gereinigten Werkstücke und zur Regenerierung des Lösungsmittels.

Besondere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage, des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Destillationsbehälters ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage; die beigefügte Zeichnung stellt diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage schematisch dar, u.z. inklusive einer der eigentlichen erfindungsgemäßen Anlage zugeordneten Destillationseinrichtung.

Die eigentliche Reinigungsanlage besitzt eine Arbeitskammer 10, in der Werkstücke, insbesondere metallische Werkstücke, die zuvor mechanisch bearbeitet wurden, mit organischem Lösungsmittel gereinigt und anschließend getrocknet werden sollen. Vorteilhafterweise befindet sich die Arbeitskammer } 10 unmittelbar auf einem Speicherbehälter 12, in dem als Reinigungsflüssigkeit dienendes organisches Lösungsmittel zwischengespeichert wird, solange es nicht in der Arbeitskammer 10 für die Durchführung der Werkstückreinigung benötigt wird. Die Arbeitskammer 10 besteht aus einem oben offenen 11 AT 000 108 Ul

Arbeitsbehälter 10a, der oben eine Be- und Entladeöffnung besitzt, die durch einen Deckel 10b druckdicht verschlossen werden kann. Zu diesem Zweck können der obere Rand des Arbeitsbehälters 10a und der untere Rand des Deckels 10b mit unter Zwischenschaltung einer Ringdichtung aufeinanderlegbaren Flanschen versehen sein (was in der Zeichnung jedoch nicht dargestellt wurde), so daß ohne besondere Maßnahmen der Deckel 10b unter seinem Eigengewicht auf dem Arbeitsbehälter 10a aufliegt.

In der Arbeitskammer .10 sollen zu reinigende Werkstücke in ein Reinigungsflüssigkeitsbad eingetaucht gereinigt werden, wobei es sich um eine Ultraschallreinigung handeln soll, weshalb in den Arbeitsbehälter 10a ein Ultraschallgenerator 14 eingebaut ist. Desweiteren ist die Arbeitskammer 10 mit einem Füllstandgeber 16 und einem Drucksensor 18 versehen, die so eingebaut sind, daß sie die folgenden Funktionen erfüllen können: Der Füllstandgeber 16 soll ansprechen, wenn der Arbeitsbehälter 10a hinreichend mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt ' ist, um eine Werkstückreinigung durchführen zu können, und mit dem Drucksensor 18 soll über dem Spiegel des im Arbeitsbehälter 10a befindlichen Reinigungsflüssigkeitsbads (bei.' max. Flüssigkeitsstand) der in der Arbeitskämmer 10 herrschende Gasdruck ermittelbar sein.

In die Wand des Speicherbehälters 12 ist ein Schauglas 20 eingebaut, u.z. auf einem Niveau, auf dem sich der Spiegel der Reinigungsflüssigkeit befindet, wenn sich die gesamte, in der Anlage befindliche Reinigungsflüssigkeitsmenge im Speicherbehälter 12 befindet. Der letztere ist außerdem unten mit einer Heizungsvorrichtung 22 versehen, mit deren Hilfe sich die im Speicherbehälter 12 befindliche Reinigungsflüssigkeit erwärmen läßt.

Uber eine mit einem Ablaßventil 24. versehene und in den Boden des Arbeitsbehälters 10a einmündende Ablaßleitung 26 kann in der Arbeitskammer 10 befindliche Reinigungsflüssigkeit in den Speicherbehälter 12 abgelassen werden. Die eigentliche Reinigungsanlage umfaßt ferner einen Kondensator 28 * und eine Vakuumpumpe 30* wobei die letztere in einer Abluftleitung 32 liegt, die von einem oberen Bereich des Kondensators 28 wegführt und an ihrem vom Kondensator abgewandten Ende (bei 32a) offen ist, so daß von der Vakuumpumpe 30 aus dem Kondensator 28 abgesaugte Luft bei 32a in di*e Atmosphäre ent- 12 AT 000 108 Ul weicht. Dem Kondensator 28 ist ein übliches Kälteaggregat 34 zugeordnet, dessen Aufbau dem Stand der Technik entspricht und mit dessen Hilfe ein im Kondensator 28 angeordneter Wärmetauscher auf Temperaturen abgekühlt werden kann, bei denen die vom in der Anlage eingesetzten Lösungsmittel gebildeten Dämpfe kondensieren.

In der beigefügten Zeichnung ist unterhalb des Speicherbehälters 12 ein Transportbehälter 36 dargestellt (in der Praxis wird dieser Transportbehälter sich nicht unter dem Speicherbehälter 12 befinden, sondern neben diesem stehen), der wie üblich die Form eines Fasses haben wird, in dem für den Reinigungsprozeß einzusetzendes Lösungsmittel angeliefert und verbrauchtes Lösungsmittel abtransportiert werden kann. Über einen in den Transportbehälter 36 einsetzbaren Säugrüssel- 38 kann der Transportbehälter entleert bzw. befällt werden.

Als Option kann die erfindungsgemße Reinigungsanlage ein Filter 40 umfassen, mit dessen Hilfe die eingesetzte Reinigungsflüssigkeit immer dann, wenn sie vom Speicherbehälter 12 in die Arbeitskammer 10 umgefüllt wird, gefiltert werden kann, um Schmutz, wie feste Bearbeitungsrückstände (z.B. Späne), von der Reinigungsflüssigkeit ab trennen zu können..

Um in solchen Reinigungsprozessen eingesetzte organische Lösungsmittel zu regenerieren, ist es bekannt, diese zu destillieren, um das organische Lösungsmittel beispielsweise von öl- oder fettartigen Verunreinigungen zu befreien, die von einer vorausgegangenen Bearbeitung stammen, an den Werkstücken haften geblieben sind und bei deren Reinigung in das Lösungsmittelgelangten. Eine für eine solche Regenerierung des Lösungsmittels geeignete Destillationseinrichtung 42 ist in der beigefügten Zeichnung links neben der eigentlichen Reinigungsanlage schematisch dargestellt. Kembestandteil dieser Destillationseinrichtung 42 ist ein Destillationsbehälter 44, bestehend aus einem aufrechtstehenden ersten Behälterbereich 42a und einem liegenden zweiten Behälterbereich 42b, bei denen es sich um unten bzw. gemäß

V der Zeichnung rechts jeweils einseitig geschlossene Rohre handeln soll, deren andere Enden zur jeweiligen Rohrachse jeweils schräg verlaufen, stumpf gegeneinander anliegen und durch eine Schweißnaht 42c druckdicht miteinander verbunden sind. Der untere Teil des aufrecht stehenden Behälterbereichs 42a 13 AT 000 108 Ul ragt in einen Behälter 45 hinein, der mit einer Wärmeträgerflüssigkeit gefüllt sein soll lind mit einer Heizvorrichtung 46 versehen ist, mit deren Hilfe sich die Wärmeträgerflüssigkeit im Behälter 44 erhitzen läßt. Im liegenden, zweiten Behälterbereich 42b befindet sich eine Kondensationsvorrichtung 48, die mittels eines herkömmlichen Kälteaggregats 50 so weit abgekühlt werden kann, daß an ihr Lösungsmitteldämpfe kondensieren; zum Abführen des Kondensats aus dem zweiten Behälterbereich 42b ist dessen Boden mit einer Ablaufleitung 52 versehen.

Die für die vorliegende Erfindung nicht wesentlichen, in der beigefügten Zeichnung jedoch dargestellten Komponenten werden der Einfachheit halber nicht beschrieben, während · die für die Erfindung wesentlichen oder vorteilhaften, in der Zeichnung dargestellten und bislang nicht beschriebenen Komponenten im folgenden anhand der Erläuterung der verschiedenen Prozesse beschrieben werden sollen, insbesondere die für die Erfindung wesentlichen oder vorteilhaften Rohrleitungen und Ventile. Die Zeichnung zeigt schließlich schematisch noch eine Steuereinrichtung 54 der erfindungsgemäßen Anlage, durch die die verschiedenen Ventile, aber auch andere Anlagenkomponenten, so beispielsweise die Heizungsvorrichtung 22, über nicht dargestellte Leitungen gesteuert werden und die über gleichfalls nicht aargesteilte Leitungen z.B. auch mit dem Füllstandgeber 16 und dem Drucksensor 18 verbunden ist. Für das Weitere sei zunächst angenommen, daß sich die gesamte, in der Anlage vorhandene Reinigungsflüssigkeitsmenge im Speicherbehälter 12 befindet, das Ablaßventil 24 geschlossen ist, sich das Innere der Arbeitskammer 10 auf Atmosphärendruck befindet, keine Lösungsmitteldämpfe enthält und leer ist. Dann kann der Deckel 10b vom Arbeitsbehälter 10a abgehoben werden und es können zu reinigende Werkstücke in den Arbeitsbehälter 10a eingebracht werden. Dann kann die Arbeitskammer 10 mit Hilfe des Deckels 10b in noch zu beschreibender Weise druckdicht verschlossen und die Arbeitskammer 10 in gleichfalls noch zu beschreibender Weise bis zum Ansprechen des Füllstand-- gebers 16 mit Reinigungsflüssigkeit aus dem .Speicherbehälter 12 gefüllt werden, worauf die Werkstücke in bekannter Weise Ultraschall-unterstützt gereinigt (flutgewaschen) werden. Nach Abschluß des Reinigungsprozesses wird die in der Arbeitskammer 10 befindliche Reinigungsflüssigkeit bei offenem 14 AT 000 108 Ul

Ablaßventil 24 über die Ablaßleitung 26 in den Speicherbehälter 12 abgelassen und daraufhin das Ablaßventil 24 geschlossen.

Hier soll nun mit der Beschreibung der Erfindung eingesetzt werden. (a) Trocknung der gereinigten Werkstücke

Im allgemeinen weisen die gereinigten, zu trocknenden Werkstücke noch eine gewisse Restwärme auf, da sie mit auf insbesondere ca. 40° C erwärmter Reinigungsflüssigkeit gereinigt wurden; d.h. zu Beginn des Trocknungsprozesses liegt die Temperatur der zu trocknenden Werkstücke deutlich über Raumtemperatur.

Erfindungsgemäß wird nun der Druck in der 'Arbeitskammer 10 so weit abgesenkt, daß das an den Werkstücken verbliebene Lösungsmittel bei der Werkstücktemperatur zu sieden beginnt und verdampft. Der Lösungsmitteldampf wird aus der Arbeitskammer 10 abgesaugt.

Zu diesem Zweck werden durch die ständig laufende Vakuumpumpe 30 bei geöffnetem, in der Abluftleitung 32 liegendem Ventil V15 über eine vorteilhafterweise ventillose, den Arbeitsbehälter 10a mit dem Kondensator 28 verbindende Verbindungsleitung 60, den Kondensator 28, die Abluftleitung 32 und die Vakuumpumpe 30 aus der Arbeitskammer .10 Luft und Lösungsmitteldämpfe abgesaugt, bis der in der Arbeitskammer 10 herrschende und durch den Drucksensor 18 ermittelte Druck so weit abgesenkt wurde, daß das an den gereinigten Werkstücken noch haftende Lösungsmittel zu sieden beginnt. Dieser Druck wird ‘ dann durch die Steuereinrichtung '54 aufrecht erhalten. Im Kondensator 28 wird der größte Teil des in Dampf form vorliegenden Lösungsmittels von der abgesaugten Luft durch Kondensation abgetrennt, so daß nur noch sehr geringe Lösvingsmittelmengen über die Abluftleitung 32 zusammen mit der Abluft in die Atmosphäre gelangen können. Durch die aus der Zeichnung ersichtliche Art der Verlegung der Rohrleitungen 60 und 32 ist sichergestellt, daß die Vakuumpumpe 30 keine Flüssigkeit ansaugen kann. 15 AT 000 108 Ul

Erfindungsgemäß kann mit Hilfe des Drucksensors 18 der Trocknungsgrad der zu trocknenden Werkstücke überwacht werden, denn wenn in der Arbeitskammer 10 kein Lösungsmittel mehr verdampft, weil die Werkstücke getrocknet sind, führt die weiterlaufende Vakuumpumpe 30 zu einer weiteren Verminderung des in der Arbeitskammer 10 herrschenden Drucks, so daß die mit dem Drucksensor 18 verbundene Steuereinrichtung 54 den Trocknungsvorgang beenden kann. Es ist also nicht erforderlich, den Trocknungsvorgang zeitlich zu überwachen.

In den Boden des Gehäuses des Kondensators 28 mündet eine Rückführleitung 62 ein, die zum Speicherbehälter 12 führt und so verlegt ist, daß die Schwerkraft ausreicht, im Kondensator 28 angefallenes Lösungsmittelkondensat aus dem Kondensator in den Speicherbehälter ablaufen zu lassen. Die Rückführleitung 62 enthält zwei Ventile Vll und V12 und zwischen diesen eine Kältefalle 64, die mit Hilfe des -Kälteaggregats 34 auf so tiefer Temperatur gehalten wird, daß auch bei offenem Ventil Vll kondensiertes Lösungsmittel in der Rückführleitung 62 nicht wieder verdampfen und in den Kondensator 28 aufsteigen kann. Während des Trocknungsvorgangs dient die Rückführleitung 62 mit den beiden Ventilen Vll und V12 als Schleuse,, indem das Ventil Vll geöffnet ist und das Ventil V12 geschlossen bleibt, so daß im Kondensator 28 auskondensiertes Lösungsmittel aus dem Kondensator 28 nach unten bis zum Ventil V12 ablaufen kann. Nach Beendigung des Trocknungsvorgangs wird das Ventil Vll geschlossen und das Ventil V12 geöffnet, so daß das auskondensierte Lösungsmittel in den Speicherbehälter 12 ablaufen kann.. (b) Destillieren von im Speicherbehälter befindlichem Lösungsmittel

Die Erfindung erlaubt es, ein brennbares organisches Lösungsmittel unter dessen Flammpunkt zu destillieren, um so eine primäre Explosionsschutzmaßnahme vorzusehen.

Siedetemperatur und Siededruck einer Flüssigkeit sind stark voneinander abhängig, so daß durch Druckabsenkung auch die Siedetemperatur abgesenkt werden kann. Durch Druckabsenkung ‘ist es infolgedessen 16 AT 000 108 Ul möglich, Lösungsmittel, die unter atmosphärischen Bedingungen deutlich über 100° C sieden und Flammpunkttemperaturen von z.B. nur ca. 55° C haben, unter Bedingungen zu destillieren, bei denen die Flammpunkttemperatur nicht überschritten wird und sich kein gefährliches, explosionsfähiges Gasgemisch bilden kann.

Zum Destillieren von im Speicherbehälter 12 befindlichem Lösungsmittel wird deshalb zunächst der Druck im Speicherbehälter 12 deutlich unter den Atmosphärendruck abgesenkt, u.z. durch die stets laufende Vakuumpumpe 30 über eine ein dann offenes Ventil V4 enthaltende Absaugleitung 66, die vom Speicherbehälter 12 zum Kondensator 28 führt. Da in diesem Fall für die Rückführung des im Kondensator 28 auskondensierten Lösungsmittels nicht die Rückführleitung 62 verwendet werden soll, sondern vielmehr die Verbindungsleitung 60 zwischen dem Kondensator 28 und der Arbeitskammer 10, wird gleichzeitig mit dem Speicherbehälter 12 auch die Arbeitskammer 10 über die Leitung 60 teilevakuiert - das Ablaßventil 24 ist dabei geschlossen. Zum Destillieren des Lösungsmittels wird dieses mit Hilfe der Steuereinrichtung 54 durch die Heizungsvorrichtung 22 temperaturgeregelt erhitzt; ist durch Teilevakuieren des Speicherbehälters 12 der Siededruck des .im Speicherbehälter enthaltenen, erhitzten Lösungsmittels erreicht, so beginnt dieses zu verdampfen, die Lösungsmitteldämpfe gelangen bei offenem Ventil V4 über die Absaugleitung 66 in den Kondensator 28 und werden dort auskondensiert. Das Kondensat' läuft, wie bereits erwähnt, über die Verbindungsleitung 60 in die nicht-beheizte Arbeitskammer 10 und wird dort gesammelt. (c) Befüllen der Anlage aus einem Transportbehälter

Grundprinzip dieses Vorgangs im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es, die Reinigungsflüssigkeit nicht mittels einer Flüssigkeitspumpe aus dem Transportbehälter in die Anlage zu pumpen, sondern vielmehr mit der Vakuumpumpe 30 in der zu befüllenden Anlagenkomponente oder in der Gesamtanlage einen Unterdrück zu erzeugen, der ausreicht, die in die Anlage einzufüllende Reinigungsflüssigkeit aus dem Transportbehälter in 17 AT 000 108 Ul die Anlage zu saugen (oder in anderen Worten durch den atmosphärischen Druck in die Anlage drücken zu lassen).

Geht man davon aus, daß die gesamte, in der Anlage benötigte oder eingesetzte Reinigungsflüssigkeit, so wie dies bei der bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage der Fall ist,. im Speicherbehälter 12 gespeichert werden kann, würde es an sich genügen, zum Befüllen der Anlage mit Reinigungsflüssigkeit den Speicherbehälter 12 zu evakuieren, d.h. in diesem den für das Einsaugen der Reinigungsflüssigkeit in den Speicherbehälter erforderlichen Unterdrück zu erzeugen- Dies geschieht bei offenem Ventil Vk über die Absaugleitung 66, den Kondensator 28 und die die Vakuumpumpe 30 enthaltende Abluftleitung 32. Da aber die Verbindungsleitung 60 zwischen dem Kondensator 28 und der Arbeitskammer 10 ventillos ist, wird dabei gleichzeitig auch in der Arbeitskammer 10 ein entsprechender Unterdrück erzeugt, so daß der Drucksensor 18 zur Einregelung dieses Unterdrucks verwendet werden kann. Beim Evakuieren des Speicherbehälters 12 und der. Arbeitskammer 10 anfallende Lösungsmitteldämpfe werden dabei im Kondensator 28 aus-kondensiert.

Nach Erreichen des erforderlichen Unterdrucks wird ein Ventil V2 in einer an den Säugrüssel 38 angeschlossenen Befüll- und Entleerleitung 70, 70a geöffnet; ragt der Säugrüssel 38 bis ganz kurz über den Boden des Transportbehälters 36 in die in letzterem befindliche ‘ Reinigungsflüssigkeit und ist der Transportbehälter 36 oben nicht druckdicht verschlossen, d.h. kommuniziert der ’ obere Teil des Transportbehälters 36 mit der Atmosphäre, drückt - der * Atmosphärendruck die Reinigungsflüssigkeit über den Säugrüssel 38 sowie die Befüll- und Entleerleitung 70 in den Speicherbehälter 12 ^ Es kann also dabei bleiben, daß die Vakuumpumpe 30 immer nur gasförmige Medien fördert, so daß nicht nur keine Flüssigkeitspumpe benötigt wird, sondern sich auch keine Probleme mit einer trockenlaufenden Flüssigkeitspumpe ergeben können. Der Füllstand der Anlage bzw. des Speicherbehälters 12 kann am Schauglas 20 überprüft werden. Ist der Transportbehälter 36 entleert, steigt der Druck in der Arbeitskammer 10, da diese über den Säugrüssel 38 und den leeren Transportbehälter 36 mit der Atmosphäre kommuniziert. 18 AT 000 108 Ul Über den Drucksensor 18 und die Steuereinrichtung 54 kann deshalb der Befüllvorgang beendet werden.

Da die Befüll- und Entleerleitung 70 über ein Ventil V5 aber auch zur Arbeitskammer 10 führt, könnte auf der Grundlage dieses Prinzips grundsätzlich auch die Arbeitskammer .10 mit Reinigungsflüssigkeit aus dem Transportbehälter 36 befüllt werden.

Zeigt der Drucksensor 18 einen Druckanstieg in der Anlage und damit die Entleerung des Transportbehälters 36 an, wird durch die Steuereinrichtung 54 das Ventil V15 geschlossen und so der Befüllvorgang beendet.

Als Überfüllsicherung kann erfindungsgemäß auch der Füllstandgeber 16 der Arbeitskammer 10 dienen, denn wegen der über der Verbindungsleitung 60 vom Kondensator 28 wegführenden Abluftleitung 32 fließt bei einer Überfüllung des Speicherbehälters 12 Reinigungsflüssigkeit über die Verbindungsleitung 60 zunächst in die Arbeitskammer 10, ehe. die · Vakuumpumpe 30 Reinigungsflüssigkeit ansaugen kann, so daß sich letzteres mit Sicherheit verhindern läßt, weil zuvor der Füllstandgeber l6 anspricht und so .über die Steuereinrichtung 54 den Befüllvorgang beenden kann. (d) Entleeren der Anlage in einen Transportbehälter

Hierzu wird im Prinzip wie bei dem Vorgang (c) vorgegangen, jedoch unter Umkehrung des Druckniveaus.

Es wird außerdem davon ausgegangen, daß vor dem Entleeren der Anlage eventuell in der Arbeitskammer 10 befindliche Reinigungsflüssigkeit über die Ablaßleitung 26 und das geöffnete Ablaßventil 24 in den Speicherbehälter 12 abgelassen wurde.

Zum Entleeren der Anlage wird nun zunächst das Ventil V15 geöffnet und die Arbeitskammer 10 über den Kondensator 28 und die Verbindungsleitung 60 evakuiert, wobei der in der Arbeitskammer 10 herrschende Druck über den Drucksensor l8 und die Steuereinrichtung 54 auf einen Unterdrück eingeregelt wird, der nicht zu einer Zerstörung des Transportbehälters ' ‘ 19 AT 000 108 Ul 36 führen kann, insbesondere auf ungefähr 700 mbar {tiefere Drücke würden zur Zerstörung des üblicherweise als Faß ausgebildeten Transportbehälters 36 führen). Für das Entleeren der Anlage wird der Transportbehälter 36 druckdicht verschlossen, sieht man einmal von der Einführung des Säugrüssels 38 ab. An diesen wird eine druckfeste Vakuumleitung 74 angeschlossen, die über ein Ventil VI auch an die Arbeitskammer 10 angeschlossen ist. Nach Erreichen des einzustellenden Unterdrucks in der Arbeitskammer 10 werden die Ventile VI und V2 geöffnet, ebenso aber auch ein Ventil V13 in einer Abluft-Rückführleitung 76, die eine Stelle der Abluftleitung 32 stromabwärts der Vakuumpumpe 30 mit dem Inneren des Speicherbehälters 12 verbindet, während das Ablaßventil 24 geschlossen ist. Auf diese Weise wird der in der Arbeitskammer 10 herrschende Unterdrück an das Innere des Transportbehälters 36 angelegt, während der Raum des Speicherbehälters 12 über der in diesem enthaltenen Reinigungsflüssigkeit aus der Abluftleitung 32 belüftet wird. Da auf diese Weise der im Speicherbehälter 12 .· herrschende Druck über dem im Transportbehälter 36 herrschenden Druck liegt, drückt der erstere die Reinigungsflüssigkeit aus dem Speicherbehälter 12 über die Befüll- und Entleerleitung 70, 70a und das Ventil V2 in den Transportbehälter 36.

Der Entleervorgang der Anlage kann ' nun auf unterschiedliche Weise beendet werden: Man kann beispielsweise den Füllstandgeber 16 so anordnen, daß er das Ventil VI verschließt, sobald über die Vakuumleitung 74 aus dem Transportbehälter 36 .Reinigungsflüssigkeit angesaugt wird (das in der Vakuumleitung 'Jk herrschende Vakuum darf sich natürlich nicht bis zum unteren Ende des Säugrüssels 38 fortpflanzen, sondern der letzter muß in seinem oberen Bereich, jedoch innerhalb des Transportbehälters 36 eine Öffnung haben, die einerseits mit dem Inneren des Transportbehälters 36 und andererseits mit der Vakuumleitung 74 kommuniziert); da andererseits der im Speicherbehälter 12 herrschende Druck (dabei ist zu beachten, daß der Speicherbehälter über die Rückführleitung 76 belüftet wird) auf die Vakuumleitung 74 durchschlägt, wenn der Speicherbehälter 12 entleert ist, bewirkt dieser 20 AT 000 108 Ul

Zustand einen Druckanstieg in der Arbeitskammer 10, so daß der

Entleervorgang auch über den Drucksensor 18 beendet werden kann.

Der soeben geschilderte Vorgang läßt auch erkennen, daß in der erfindungsgemäßen Anlage vom sogenannten Gaspendelverfahren Gebrauch gemacht wird - der Speicherbehälter 12 wird über die Abluftleitung 32 und die Rückführleitung 76 belüftet, u.z. mit einem Gas, das die Vakuumpumpe 30 zuvor aus der Arbeitskammer 10 abgesaugt hat. Der Unterschied zum klassischen 'Gaspendelverfahren liegt aber zum einen darin, daß das aktiv geförderte Medium bei dem e'rf indungsgemäßen Verfahren Gas, nämlich das Pendelgas ist, und zum anderen im Einsatz eines Verdichters (Vakuumpumpe 30} anstelle einer Verdrängerpumpe (Flüssigkeitspumpe). (e) Anlageninterne Umpumpvorgänge

Diese entsprechen im wesentlichen den vorstehend geschilderten

Vorgängen (c) und (d).

Soll Reinigungsflüssigkeit aus dem Speicherbehälter 12 in die Arbeitskammer 10 überführt werden, um in der Arbeitskammer 10

Werkstücke zu reinigen, wird zunächst die Arbeitskammer 10 durch Öffnen des Ventils V15 evakuiert. Dann, wird zur Belüftung des Speicherbehälters 12 das Ventil V13 geöffnet, aber auch ein Ventil V3 in einer Umfülleitung 80, die den Speicherbehälter 12 mit der Arbeitskammer 10 verbindet. Da der Speicherbehälter 12 über die Rückführleitung 76 belüftet wird und infolgedessen in ihm ein höherer Druck herrscht als in der Arbeitskammer 10, bewirkt die Druckdifferenz ein Befüllen der Arbeitskammer· 10 mit Reinigungsflüssigkeit. Der Befüllvorgang der

Arbeitskammer 10 wird durch den Füllstandgeber 16 und die Steuereinrichtung 54 beendet (Schließen der Ventile V15, V13 und V3).

Auch läei diesem Vorgang findet also wieder eine Gaspendelung statt, indem aus der Arbeitskammer 10 abgesaugte Gase über die Rückführleitung 76 in den Speicherbehälter 12 geleitet werden. 21 AT 000 108 Ul

Soll nach Beendigung des Reinigungsvorgangs die Arbeitskammer 10 von der in ihr enthaltenen Reinigungsflüssigkeit entleert werden, kann dies z.B. dadurch bewirkt werden, daß das Ablaßventil 24 geöffnet wird (der Umfüllvorgang wird also durch die Schwerkraft bewirkt). Die Überführung der in der Arbeitskammer 10 enthaltenen Reinigungsflüssigkeit in den Speicherbehälter 12 kann aber auch bei Umkehrung der Druckdifferenz analog zum Befüllen der Arbeitskammer 10 über die Umfülleitung 80 erfolgen. (f) Entgasung der Reinigungsflüssigkeit zur Verbesserung der Wirksamkeit der ültraschallreinigung

In der Reinigungsflüssigkeit gelöste Gase vermindern die Wirkung der Ultraschallreinigung, so daß es zweckmäßig ist, zur Werkstückreinigung in der Arbeitskammer 10 befindliche Reinigungsflüssigkeit zu entgasen. Erfindungsgemäß wird die in der Arbeitskammer 10 enthaltene Reinigungsflüssigkeit bei einem in der Arbeitskammer herrschenden .Absolutdruck von ca. 50 bis ca. 100 mbar und. gleichzeitiger Einwirkung von Ultraschall auf die Reinigungsflüssigkeit entgast.

Um dies zu bewirken, wird nach dem Befüllen der Arbeitskammer 10 mit Reinigungsflüssigkeit der Druck in der Arbeitskammer z.B. auf ca. 100 mbar abgesenkt und eingeregelt (bei offenem Ventil V15). und dann (oder schon zuvor) der Ultraschallgenerator 14 eingeschaltet. Bei der Entgasung frei werdendes Gas wird über den Kondensator 28 und die Abluftleitung 32 abgesaugt. Wird nach Beendigung der Entgasung kein Gas mehr frei, zeigt der Drucksensor 18 einen Druckabfall und damit die Beendigung des Entgasungsvorgangs an, so daß er den Beginn des Reinigungsvorgangs aus lösen kann. Die Reinigungszeit beginnt also erst nach Abschluß der Entgasung, jedoch wird der für die Entgasung erforderliche Unterdrück in der Arbeitskammer 10 zweckmäßigerweise auch während der ganzen Reinigungszeit aufrecht erhalten. 1 22 AT 000 108 Ul (g) Anlagenverschluß, Verriegelung bzw. Sicherung des Deckels der Arbeitskammer und Vermeidung eines Lösungsmitteldampfaustritts durch ein Anlagenleck

Durch Absenken des Drucks im Inneren der Arbeitskammer 10, vorzugsweise im Inneren der gesamten Anlage, läßt sich nicht nur die Arbeitskammer 10 durch dichtes Anpressen des Deckels 10b gegen den Arbeitsbehälter 10a druckdicht verschließen, sondern der Deckel auch zuverlässig auf dem Arbeitsbehälter 10a sichern. Insbesondere wird empfohlen, den Druck im

Anlageninneren auf 10 % des atmosphärischen Außendrucks abzusenken; 2 dann wird der Deckel der Arbeitskammer mit einer Kraft von 90.000 N/m der effektiven Fläche der durch den Deckel verschlossenen Öffnung des Arbeitsbehälters 10a gegen die dort vorhandene Ringdichtung gepreßt.

Nach dem Beladen der Arbeitskammer 10 wird der Deckel 10b zunächst auf den Arbeitsbehälter 10a aufgelegt, so daß er durch sein Eigengewicht auf der Dichtung auf liegt. Dann wird die Arbeitskammer 10 auf einen Absolutdruck evakuiert, der insbesondere ca. 10 % des atmosphärischen Außendrucks beträgt.

Der Deckel läßt sich dann selbst gewaltsam nicht mehr abheben oder verschieben, so daß auf eine mechanische Verriegelung verzichtet werden kann.

Liegt der Deckel nicht exakt auf der Dichtung auf, so kann in der Arbeitskammer 10 kein hinreichender Unterdrück erzeugt' werden, da die Vakuumpumpe 30 nur di® durch das dann bestehende Leck in die Anlage eintretende Umgebungsluft abfördert. Durch den Drucksensor 18 kann also auch überwacht werden, ob die Arbeitskammer 10 durch den Deckel 10b richtig und zuverlässig verschlossen ist, d.h. der Drucksensor 18 liefert auch ein Lagekontrollsignal für den Deckel 10b. (h) Druckabsenkung als Bxplosionsschutzmaßanahme und zur Verhinderung schädlicher Leckagen

Diesbezüglich sei zunächst auf die vorstehend gemachten Erläuterungen 23 AT 000 108 Ul bezüglich der Zündfähigkeit eines Lösungsmitteldampf-Luft-Gemischs in Abhängigkeit vom herrschenden Druck und der maximalen Vergrößerung eines Gasvolumens bei einer Explosion verwiesen.

Zur Vermeidung der Entstehung eines zündfähigen Luft-Lösungsmittel-dampf-Gemisches in der Anlage und/oder nennenswerter Schäden in dem Fall, daß sich ein solches Gemisch doch entzündet, und/oder zur Vermeidung eines Austritts von Lösungsmitteldämpfen durch ein Leck der Anlage in die diese umgebende Atmosphäre wird erfindungsgemäß mit Hilfe der Vakuumpumpe 30 der Druck in der Anlage auf ca. 10 % des atmosphärischen Drucks, d.h. also auf ca. 100 mbar, abgesenkt. Alle Prozesse laufen dann in der Anlage bei diesem oder einem noch geringeren Druck ab.

Ein Druckausgleich findet nur am Ende eines Reinigungs- und Trocknungsprozesses statt, wenn die die getrockneten Werkstücke enthaltende Arbeitskammer 10 nach einer Belüftung z.B. über' das Ventil VI geöffnet, entladen und dann wieder mit zu reinigenden Werkstücken neu beladen wird. Die Arbeitskammer 10 hat somit auch die Funktion einer Schleuse. (i) Emissionsminimierung

Bei der Vakuumtrocknung entstehen im Gegensatz zur Konvektionstrocknung (mit im Kreislauf geführter Trocknungsluft) ganz bestimmte, unvermeidbare Abluftmengen, nämlich die aus der Arbeitskammer 10 abgesaugte Luft (die Lösungsmitteldampfe werden im Kondensator 28 kondensiert). Erfindungsgemäß wird nun die Arbeitskammer, wenn sie nach dem Evakuieren zu einem späteren Zeitpunkt wieder belüftet werden muß, aus der Abluftleitung 32 belüftet, u.z. zum Beispiel über die Rückführleitung 76 bei offenem Ventil V13 und offenem Ablaßventil 2k oder über die Umfüllleitung 80 bei offenem Ventil V3, wodurch die die Anlage bei 32a insgesamt verlassende Abluftmenge weiter verringert wird. Entsprechendes gilt für die Belüftung des Speicherbehälters 12. 24 AT 000 108 Ul

Infolgedessen handelt es sich bei der verbleibenden Abgasmenge der Anlage im wesentlichen um den sogenannten Gasballast der Vakuumpumpe 30, d.h. um die von der Vakuumpumpe angesaugte und über die Abluftleitung 32 abgeförderte Falschluftmenge, die die Vakuumpumpe aus der Umgebung ansaugt. Bei Einsatz von trockenlaufenden Vakuumpumpen bzw. mit gekühlter Reinigungsflüssigkeit betriebenen Vakuumpumpen würde diese Abluftmenge ebenfalls noch entfallen. (j) Gaspendelung

Dieser Vorgang wurde vorstehend bereits im Zusammenhang mit anderen Vorgängen erläutert. (k) Filtration der Reinigungsflüssigkeit

Soll die Reinigungsflüssigkeit beim Überführen aus dem Speicherbehälter 12 in die Arbeitskammer 10 gefiltert werden, wird die Umfülleitung 80 mit dem Filter 40 versehen - an die Stelle der Umfülleitung 80 tritt dann die in der Zeichnung dargestellte Umfülleitung 80a, die das Filter 40 enthält.

Die vorstehend unter (e) erwähnte, bei einem solchem Umpumpvorgang angelegte Druckdifferenz würde theoretisch eine Förderhöhe der Reinigungsflüssigkeit von über 10 m erlauben, die tatsächliche Förder-. höhe liegt aber nur in der Größenordnung von 1 m. Deshalb sind ' durch eine zunehmende Verschmutzung am Filter 40 entstehende Druckverluste sowohl für den Umpump- als auch für den Filtrationsvorgang absolut unkritisch und erlauben ohne weiteres die Ermittlung desjenigen Zeitpunktes, zu dem das Filter wegen fortgeschrittener Verschmutzung zweckmäßigerweise ausgetauscht wird.

Bei der Vakuumpumpe 30 handelt es sich bevorzugt um eine Drehschieberpumpe. Insbesondere' eine solche Pumpe benötigt länge Vor- und Nachlaufzeiten, um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten. Deshalb laufen diese Pumpen ständig, auch wenn sie nur kurzfristig zur Erzeugung eines Unterdrucks benötigt werden. Von diesem Umstand macht die Erfindung Gebrauch, indem die 25 AT 000 108 Ul

Vakuumpumpe 30 zur Erfüllung anderer Aufgaben herangezogen wird, wenn sie nicht zur Evakuierung der Arbeitskammer 10 im Zuge der Vakuumtrocknung benötigt wird. Dadurch lassen sich zusätzliche Aggregate, wie Flüssigkeitspumpen und dergleichen, vermeiden, die nicht nur Investitionskosten, sondern auch Betriebskosten erfordern würden.

In der beschriebenen Anlage ersetzt die ständig laufende Vauumpumpe 30 zum Beispiel Flüssigkeitspumpen für den Filtrationsvorgang, für das Befüllen der Arbeitskammer 10, für das Befüllen der Anlage aus dem Transportbehälter 36 und gegebenenfalls für das Entleeren der Anlage, aber auch Umluftventilatoren, eine Vakuumpumpe zur Entgasung der Reinigungsflüssigkeit und anderes mehr.

Wie die Zeichnung schließlich erkennen läßt, ist die -erfindungsgemäße Anlage und im speziellen der Speicherbehälter 12 über eine Ablaßleitung 90, die mit einem Ventil V5 versehen ist, mit der Destillationseinrichtung 42 verbunden, tim das Lösungsmittel außerhalb der eigentlichen Anlage durch Destillation regenerieren zu können.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sämtliche Vorgänge, soweit sie in einer solchen Reinigungsanlage durchgeführt werden und sich mit einer Vakuumpumpe bewerkstelligen lassen, mittels dieser Vakuumpumpe auch bewirkt werden, um so ein Maximum an Einsparungen bei den Investitions- und Betriebskosten zu erreichen. 26

Claims (20)

1. *»·· AT 000 108 Ul ANSPRÜCHE Anlage zur Reinigung von Werkstücken mittels einer Reinigungsflüssigkeit in Form eines organischen Lösungsmittels, die eine Steuereinrichtung, eine Arbeitskammer zur Durchführung des Reinigungsvorgangs. einen Speicherbehälter für die Reinigungsflüssigkeit, eine Vakuumpumpe, einen Lösungsmitteldampf-Kondensator sowie dem Verbinden verschiedener Anlagekomponenten dienende und zumindest teilweise mit Ventilen versehene Rohrleitungen aufweist, wobei die Arbeitskammer eine durch einen Deckel druckdicht verschließbare Beschickungsöffnung zum Einführen und Entnehmen von Werkstücken besitzt und zur Trocknung der gereinigten Werkstücke in der Arbeitskammer eine mit letzterer verbundene Absaugleitung vorgesehen ist, in der in Absaugrichtung hintereinander der Kondensator und die Vakuumpumpe liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (60, 32;· 62, 66 , 76, 70 , 70a, 74, 80) derart geschaltet sind, daß jni-t durcR* diof Vakuumpumpe (30) erzeugten sowie über den Kondensator (28) angelegten Unterdrück wenigstens zwei der folgenden Vorgänge bewirkt werden können: (a) Trocknung gereinigter Werkstücke durch Erzeugen eines Unterdrucks in der Arbeitskammer (10) und Absaugen der Lösungsmitteldämpfe; (b) Destillieren von im Speicherbehälter (12) befindlichem Lösungsmittel bei abgesenktem Siedepunkt durch Erzeugen eines Unterdrucks im Speicherbehälter, wobei letzterer mit einer Heizvorrichtung (22) zur Erwärmung des Lösungsmittels versehen und zur Kondensation der Lösungsmitteldämpfe mit dem mit der Vakuumpumpe (30) kommunizierenden Kondensator (28) verbunden ist; (c) Befüllen der Arbeitskammer (10) und/oder des Speicherbehälters (12) mit Reinigungsflüssigkeit aus einem Transportbehälter (36), wobei 27. AT 000 108 Ul eine zu letzterem führende und mit dem zu befüllenden Behältnis {10 bzw. 12) verbundene Befülleitung (70, 70a) vorgesehen und durch Erzeugen eines Unterdrucks in diesem Behältnis (10 bzw. 12) die Reinigungsflüssigkeit aus dem Transportbehälter (36) ab- und in dieses Behältnis einsaugbar ist; (d) Abführen der Reinigungsflüssigkeit aus der Arbeitskammer (10) und/oder dem Speicherbehälter (12) in einen Transportbehälter (36), wobei. eine zu. letzterem führende und mit dem zu entleerenden Behältnis (10, 12) verbundene Ablaßleitung (70, 7Öa) sowie eine zu dem Transportbehälter (36) führende und mit der Vakuumpumpe (30) kommunizierende Vakuumleitung (7*0 vorgesehen sind zur Erzeugung eines Unterdrucks im Transportbehälter (36) und zum Absaugen der Reinigungsflüssigkeit aus dem zu entleerenden Behältnis (10 bzw. 12) sowie zum Einsaugen dieser Reinigungsflüssigkeit in den Transportbehälter (36); (e) Überführen von Reinigungsflüssigkeit vom Speicherbehälter (12) in die Arbeitskammer (10) bzw. umgekehrt durch Erzeugen eines Unterdrucks in dem zu befüllenden Behältnis (10 bzw. 12) zwecks Absaugen von Reinigungsflüssigkeit aus dem einen Behältnis (12) und Einsaugen derselben in das andere Behältnis (10) über eine Verbindungsleitung (80 bzw. 80a) zwischen den beiden Behältnissen (10, 12); (f) Entgasung der Reinigungsflüssigkeit für eine Ultraschallunterstützte Reinigung in der Arbeitskammer {10) durch Erzeugen eines Unterdrucks in der mit einem Ultraschallgenerator (l4) versehenen Arbeitskammer (10); (g) Sicherung des Arbeitskammerdeckels (10b) auf der Beschickungsöffnung durch Erzeugen eines Unterdrucks in der Arbeitskammer (10); (h) Erzeugung eines Unterdrucks als Arbeitsdruck in mindestens einem Teil der Anlagenkomponenten als Explosionsschutzmaßnahme und/oder zur Vermeidung eines Lösungsmittelaustritts aus der Anlage; 28 AT 000 108 Ul (i) Rücksaugung von durch die Vakuumpumpe (30) geförderten Gasen von einer Stelle der Absaugleitung (32) stromabwärts der Vakuumpumpe in eine durch letztere auf einen Unterdrück gebrachte Anlagenkomponente (z.B. 12); und (j) Umpumpen eines mit Lösungsmitteldämpfen beladenen Gasvolumens von einer in eine andere Anlagen- komponente (z.B. 10, 12).
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Destillieren von im Speicherbehälter (12) befindlichem Lösungsmittel durch die Steuereinrichtung (54) der Druck im Speicherbehälter (12) sowie die Temperatur des in letzterem enthaltenen Lösungsmittels so eingestellt sind, daß die Flammpunkttemperatur des Lösungsmitteldampfs nicht erreicht wird.
3. 3- Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ableiten kondensierten Lösungsmittels aus dem Kondensator (28) von diesem eine Lösungsmittel-Ablaufleitung (60 bzw. 62) zur Arbeitskammer (10) und/oder zum Speicherbehälter (12) führt.
4. 4. Anlage nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die . Lösungsmittel-Ablaufleitung (62) mit einer Kältefalle (64) versehen ist.
5. 5. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Arbeitskammer (10) ein mit der Steuereinrichtung (54) verbundener Drucksensor (18) zugeordnet ist.
6. 6. Anlage nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerein richtung (54) zur Beendigung des Trocknungsvorgangs aufgrund einer Druckverminderung in der Arbeitskammer (10) ausgebildet ist.
7. 7. Anlage nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerein richtung (54) zur Beendigung des Befüllungsvorganges aufgrund eines Druckanstiegs in der Arbeitskammer (10) ausgebildet ist. 29 AT 000 108 Ul
8. 8. Anlage nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß zum Abführen von Reinigungsflüssigkeit aus dem Speicherbehälter (12) durch Erzeugung eines Unterdrucks in der mit der Vakuumleitung (7*0 verbundenen Arbeitskammer (10) die Steuereinrichtung (5*0 zur Begrenzung des in der Arbeitskammer (10) und damit im Transportbehälter (36) erzeugten Unterdrucks ausgebildet ist.
9. 9· Anlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, daß zum Belüften des Speicherbehälters (12) während seiner Entleerung dieser über eine Belüftungsleitung (76) mit einer Stelle der Absaugleitung (32) stromabwärts der Vakuumpumpe (30) verbunden ist.
10. 10. Anlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskammer (10) ein mit der Steuereinrichtung (5*0 verbundener Füllstandsensor (16) für die Reinigungsflüssigkeit zugeordnet ist.
11. 11. Anlage nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beendigung des EntleerungsVorganges ein in der Vakuumleitung (7*0 liegendes Ventil (VI) über die Steuereinrichtung (5*1) durch den Füllstandsensor (l6) schließbar ist.
12. 12. Anlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die der Überführung von Reinigungsflüssigkeit zwischen der Arbeitskammer (10) und dem Speicherbehälter (12) dienende Verbindungsleitung (80a) ein Filter (*f0) enthält.
13. 13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung des Verschmutzungsgrades des Filters (*t0) Mittel (16 bzw. 18) zur Erfassung der am Filter (40) auftretenden Druckdifferenz vorgesehen sind. 30 AT 000 108 Ul
14. 14. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (5¾) zur Einstellung eines Drucks in der Anlage von ungefähr 1/10 des atmosphärischen Drucks ausgebildet ist.
15. .15* Anlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vakuumpumpe (30) eine Drehschieberpumpe ist.
16. 16. Anlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel ein halogenfreies organisches Lösungsmittel ist.
17. 17. Anlage nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter (12)' mit einer Destillationseinrichtung (42) zum Aufbereiten der Reinigungsflüssigkeit verbunden ist. -
18. 18. Anlage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Destillationseinrichtung (42) einen Destillationsbehälter (44) mit integrierter Kondensationsvorrichtung (48) besitzt, daß der Destillationsbehälter (44) einen aufrechtstehenden, ersten Behälterbereich (42a) aufweist, welcher unten beheizbar und zur Aufnahme der zu destillierenden Reinigungsflüssigkeit ausgebildet ist, und daß sich oben an den ersten Behälterbereich (42a) ein liegender, zweiter Behälterbereich (42b) anschließt, in dem sich die Kondensationsvorrichtung (48) befindet und der unten mit einem Ablauf (52) für das Kondensat versehen ist.
19. 19. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Behälterbereiche (42a, 42b) stumpf gegeneinander stoßen und miteinander verschweißt sind.
20. 20. Anlage ’ nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Behälterbereiche (42a, 42b) von einseitig verschlossenen Rohren gebildet werden. 31