DE3113764A1

DE3113764A1 - Vorrichtung zum behandeln von gegenstaenden mit einemloesungsmittel

Info

Publication number: DE3113764A1
Application number: DE19813113764
Authority: DE
Inventors: Heinz 7024 Filderstadt Koblenzer
Original assignee: LANGBEIN-PFANHAUSER WERKE AG 4040 NEUSS DE; LANGBEIN-PFANHAUSER WERKE AG 4040 NEUSS; Langbein Pfanhauser Werke AG
Current assignee: Duerr GmbH
Priority date: 1981-04-04
Filing date: 1981-04-04
Publication date: 1982-10-28
Also published as: DE3113764C2

Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit einem Lösungsmittel, so wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 im einzelnen angegeben ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 26 24 345) sind die Kühlrohre unmittelbar vor der Wandung des Behandlungsbehälters angeordnet und das Kühlaggregat sowie die Beheizungseinrichtung so ausgelegt, daß sich das Lösungsmitteldampfabteil bis in das Kühlabteil hinein erstreckt. Infolgedessen kondensiert der Lösungsmitteldampf an den Kühlrohren; das Kondensat wird über eine unter den Kühlrohren an der Wandung des Behandlungsbehälters vorgesehene Kondensatsammeirinne sowie eine an diese angeschlossene Leitung in das Lösungsmittelflüssigkeitsabteil zurückgeleitet. Mit dieser Vorrichtung mag es noch möglich sein, bei Verwendung eines Lösungsmittels mit verhältnismäßig niedrigem Siedepunkt, wie z. B. 1,1,1-Trichlorethan (Siedepunkt 74 C), außerhalb des Behandlungsgefäßes ohne zusätzliche, oberhalb des Kühlabteils vorzusehende Randabsaugung einen verhältnsimäßig hohen MAK-Wert, der beispielsweise bei 1,1,1-Trichlorethan 200 ppm ausmacht, einzuhalten. Für höhersiedende Lösungsmittel mit niedrigerem MAK-Wert, wie z. B. Trichlorethylen mit einem Siedepunkt von 87° C sowie einem MAK-Wert von 50 ppm oder Perchlorethylen mit einem Siedepunkt von 121° C sowie einem MAK-Wert von 100 ppm, gilt das jedoch nicht und ist folglich bei der bekannten Vorrichtung zusätzliche Randabsaugung erforderlich. Bei diesen Lösungsmitteln ist nämlich zu berücksichtigen, daß die Temperaturdifferenzen zwischen dem Lösungsmittelflüssigkeits- bzw. - dampfabteil sowie der ümgebungsluft größer sind und Lösungsmitteldampfaustritte verursachende Störungen in den stationären Temperaturverhältnissen innerhalb des Behandlungsbehälters wesentlich schwieriger zu be-

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herrschen sind. Tatsächlich besorgt nämlich ein Einsenken der zu behandelnden kalten Gegenstände in den Behandlungsbehälter im Bereich des Lösungsmitteldampf- und -flüssigkeitsabteils eine plötzliche Temperaturerniedrigung, die durch entsprechende Beheizung ausgeglichen wird, und beim Wiederherausheben des Gegenstandes infolge Nachheizung eine plötzliche TemperaturSteigerung.

Bei anderen (aus der Praxis) bekannten Vorrichtungen zum Reinigen und Entfetten von Gegenständen mit Tri- oder Perchlorethylen hat man zwar auch schon anstelle einer Randabsaugung oberhalb der zwecks Lösungsmitteldampfkondensation von Kühlwasser durchströmten Kühlrohre eine sog. Kältefalle verwirklicht. Diese Kältefalle besteht aus Kühlrohren, die im Behandlungsbehälter vor dessen Wandung mit Abstand vom Oberrand sowie der Wandung umlaufen und nach oben hin von einem an den Oberrand des Behandlungsbehälters anschließenden Innenkragflansch überdeckt sind. Diese Kühlrohre werden mit Hilfe eines im Kreislauf über eine Tieftemperaturkältemaschine geführten Kühlmediums auf einer Temperatur von - 10 C bis - 30° C gehalten. Hierdurch wird die im Ringspalt zwischen den Kühlrohren und der Wandung des Behandlungsbehälters befindliche Luft unter Kondensation von Luftfeuchtigkeit abgekühlt und unter Nachziehen von Luft durch den unmittelbar unter dem Innenkragflansch befindlichen Spalt radial nach innen geführt, wo sie gleichsam eine Kälteplatte bildet, die von Lösungsmitteldampf nicht durchdrungen wird. Bei dieser Vorrichtung ist aber nachteilig, daß für die Kühlung der unter der Kältefalle befindlichen Kühlrohre für die Lösungsmitteldampfkondensation verhältnismäßig viel Kühlwasser benötigt wird.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, anzugeben/ wie man bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ohne zusätzliche obere Randabsaugung und ohne zusätzliche/ von Kühlwasser beaufschlagte Kühlrohre für eine Lösungsmitteldampfkondensation ein Entweichen von Lösungsmittel aus dem oben offenen Behandlungsbehälter soweit unterbinden kann, daß in der den Behandlungsbehälter umgebenden Luft der jeweils vorgeschriebene MAK-Wert sicher eingehalten werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen, in Kombination zu verwirklichenden Merkmale gelöst. - Die Erfindung nutzt hierbei zunächst die Erkenntnis, daß eine Kältefalle unmittelbar über dem Lösungsmitteldampfabteil - d. h. ohne zwischengeschalteten Kühlabschnitt zur Lösungsmitteldampfkondensation - bereits ausreicht, um ein Entweichen von Lösungsmitteldampf aus dem Behandlungsbehälter sicher zu unterbinden. Vorzugsweise sind hierzu die Kühlrohre auf einer Temperatur von - 20 C bis - 30° C haltbar. Die trockene kalte Luft liegt wie eine undurchdringliche Schicht über dem Lösungsmitteldampfabteil und verhindert folglich auch eine Kondensation von Lösungsmitteldampf an den Kühlrohren der Kältefalle. Voraussetzung für diese Funktion ist jedoch, wie die Erfindung weiterhin erkannt hat, daß beim Einsenken der Gegenstände in den Behandlungsbehälter sowie beim Wiederherausheben der Gegenstände aus dem Behandlungsbehälter größere Temperaturänderungen insbes. im Lösungsmitteldampfabteil nicht vorkommen. Das erreicht die Erfindung mit Hilfe des im Lösungsmitteldampfabteil unmittelbar unter dem Kühlabteil angeordneten, als zusätzliches Eingabeglied an den Regler der Beheizungseinrichtung angeschlossenen Dampfniveaufühlers und mit Hilfe der Entfernung des Heizmediums aus der Beheizungseinrichtung beim reglerbedingten Abschalten. Der im Lösungsmittelflüssigkeitsabteil befindliche

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Temperaturfühler hält die Lösungsmittelflüssigkeit am Sieden, d. h. schaltet die Beheizung nur ein, wenn die Temperatur der Lösungsmittelflüssigkeit zu stark abgesunken ist, und merkt folglich nur mit verhältnismäßig großer zeitlicher Verzögerung, wenn die Obergrenze des Lösungsmitteldampfabteils beim Einsenken eines kalten Gegenstandes infolge Lösungsmitteldampfkondensation am Gegenstand nach unten absinkt. Diese Verzögerung wird durch den Dampfniveaufühler beseitigt, der beim Absinken des Lösungsmitteldampfspiegels sofort die Beheizung einschaltet, d. h. zu einem Zeitpunkt, an dem der Temperaturfühler im Lösungsmittelflüssigkeitsniveau noch gar keine Änderung der Wärmeverhältnisse registriert. Auf der anderen Seite wird ein Nachheizen aus der fühlbaren Wärme des Heizmediums beim reglerbedingten Abschalter der Beheizung, wie es beim Wiederherausheben der Gegenstände aus dem Behandlungsbehälter vorkommen kann, dadurch unterdrückt, daß das Heizmedium aus der Beheizungseinrichtung entfernt wird. Im Ergebnis erreicht die Erfindung so praktisch konstante Wärmeverhältnisse im Behandlngsbehälter auch beim Einsenken und Herausheben der Gegenstände und damit ohne zusätzliche Absaugung sowie ohne Kühlwasserverbrauch gleichsam einen Verschluß für das Lösungsmittel, der auch bei höhersiedenden Lösungsmitteln einen extrem niedrigen MAK-Wert garantiert.

Für die weitere Ausgestaltung bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten, von denen die bevorzugten in den Unteransprüchen wiedergegeben sind. Unter diesen ist insbes. die Maßgabe des Anspruches 5 hervorzuheben, dem auch selbständige erfinderische Bedeutung zukommt. Der aus einem mit dem untersten Kühlrohr in Wärmeleitungskontakt stehenden Temperaturfühler bestehende Dampfniveaufühler besitzt nämlich extreme Ansprechempfindlichkeit, weil

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der Temperaturfühler beim Absinken des Dampfniveauspiegels durch die Kälte des untersten Kühlrohres stärker abgekühlt wird, als es dem tatsächlichen Zustand im Lösungsmitteldampfabteil entspricht. Zu betonen ist aber auch die Ausgestaltung des Anspruches 6, die das Entfernen des Heizmediums aus der Beheizungseinrichtung in technisch-konstruktiver Hinsicht sehr erleichter; das Heizmedium ist in diesem Falle flüssig.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur in einem schematischen Vertikalschnitt eine Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit einem einen über 85° C liegenden Siedepunkt aufweisenden Lösungsmittel, insbes. zum Reinigen und Entfetten der Gegenstände mit Tri- oder Perchlorethylen, zeigt.

In ihrem grundsätzlichen Aufbau besteht die Vorrichtung aus einem im Bereich seines Oberrandes 1 offenen Behandlungsbehälter 2 mit rechteckigem Grundriß. Dieser Behandlungsbehälter 2 ist gleichsam in drei Abteile unterteilt, und zwar in ein unteres Lösungsmittelflüssigkeitsabteil 3, ein mittleres Lösungsmitteldampfabteil 4 und ein oberes Kühlabteil 5. Das Lösungsmittelflüssigkeitsabteil 3 ist mit dem flüssigen Lösungsmittel, ζ. B. Tri- oder Perchlorethylen, gefüllt. Das Lösungsmitteldampfabteil 4 enthält das Lösungsmittel in Dampfform, während das Kühlabteil 5 von kalter Luft ausgefüllt ist. Im Bereich des Behandlungsbehältertiefsten 6 ist eine Beheizungseinrichtung 7 vorgesehen, die für Durchleitung eines flüssigen und/oder dampfförmigen Heizmediums eingerichtet ist und die im Lösungsmittelflüssigkeitsabteil 3 befindliche Lösungsmittelflüssigkeit am Sieden hält. Hierzu ist die Beheizungseinrichtung 7 mit einem Regler 8 ausgestattet, an den ein im

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Lösungsmittelflüssigkeitsabteil 3 angeordneter Temperaturfühler

9 angeschlossen ist, das Kühlabteil 5 ist mit Hilfe von Kühlrohren

10 gebildet, die im Behandlungsbehälter 2 vor dessen Wandung mit Abstand vom Oberrand 1 umlaufen und von einem Fluorkohlenwasserstoff als Kühlmittel durchströmt sowie an ein Kühlaggregat

11 angeschlossen sind.

Die Besonderheit der Vorrichtung besteht nun zunächst darin, daß die Kühlrohre 10 einerseits mit Abstand von der Wandung des Behandlungsbehälter 2 angeordnet sowie nach oben hin von einem an den Oberrand 1 des Behandlungsbehälter 2 anschließenden Innenkragflansch 12 überdeckt sind und andererseits durch Ausbildung des Kühlaggregates 11 als Tieftemperaturkältemaschine auf einer Temperatur von - 10° C bis - 30° C, vorzugsweise von - 20° C bis - 30° C gehalten sind. Nach innen hin ist den Kühlrohren noch eine Isolierwandung 13 vorgesetzt, die in eine untere Rinne ausläuft. Weitere Besonderheiten der Vorrichtung bestehen darin, daß im Lösungsmitteldampfabteil 4 unmittelbar unter dem Kühlabteil 5 ein Dampfniveaufühler 14 angeordnet ist, der als zusätzliches Eingabeglied an den Regler 8 der Beheizungseinrichtung 7 angeschlossen ist, und daß die Beheizungseinrichtung 7 für eine Entfernung des Heizmediums zumindest im Bereich des Behandlungsbehältertief sten 6 beim reglerbedingten Abschalten der Beheizung eingerichtet ist.

Fernerhin ist das Kühlabteil 5 über eine Höhe mit den Kühlrohren 1O versehen, die der 1,2 - 1,5-fachen Breite des Behandlungsbehälters 2 entspricht. Da an den Kühlrohren 10 Luftfeuchtigkeit kondensiert und gefriert, die in bestimmten Zeitabständen zu entfernen ist, sind die Kühlrohre 10 noch mit einer Abtau- und

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Kondenswasserabfübungseinrichtung ausgerüstet, die im einzelnen jedoch nicht dargestellt ist und beispielsweise in sowie an der Isolierwandung 13 vorgesehen sein kann. Im Bereich des Kühlabteils 5 weist der Behandlungsbehälter 2 noch eine Außenisolierung 15 auf.

Der Dampfniveaufühler 14 besteht aus einem Temperaturfühler, der mit dem untersten Kühlrohr 10 über eine Metallbrücke 16 in Wärmeleitungskontakt steht. Außerdem ist die Beheizungseinrichtung 7 für eine drucklose Durchleitung des Heizmediums eingerichtet und dazu unter anderem als Schrägbodenheizung mit oberem Heizmediumeinlaß 17 sowie unterem Heizmediumauslaß 18 ausgeführt. Das Heizmedium besteht aus einer Flüssigkeit mit deren Siedepunkt heraufsetzenden Zusätzen, insbes. einer Salzlösung.

Die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung ergibt sich unschwer aus der Figur: Das im Lösungsmittelflüssigkeitsabteil 3 befindliche Lösungsmittel wird durch Einschalten der Beheizungseinrichtung 7 etwa auf Siedepunkt erhitzt und mit Hilfe des Temperaturfühlers 9 sowie des Reglers 8 im Bereich dieser Temperatur gehalten. Das Lösungsmitteldampfabteil 4 ist dann mit Lösungsmitteldampf gefüllt. Das Kühlabteil 5 besitzt im Bereich der Wandung des Behandlungsbehälters 2 eine Temperatur von -"10⁰C bzw. - 20°C bis - 30° C. Die im Spalt 19 zwischen den Kühlrohren 10 und der Wandung abgekühlte Luft sinkt nach unten und liegt wie eine undurchdringliche Schicht über dem Lösungsmitteldampfabteil 4. Werden nun beispielsweise mit Hilfe einer nicht dargestellten Manipu-

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lationseinrichtung zu entfettende kalte Gegenstände in den Behandlungsbehälter 2 eingesenkt, kondensiert an den kalten Gegenständen Lösungsmitteldampf, sobald diese in das Lösungsmitteldampfabteil 4 eintreten. Als Folge davon sinkt der Dampfniveauspiegel und besorgt der Dampfniveaufühler 14 sofort eine Einschaltung der Beheizung. Beim reglerbedingten Abschalten der Beheizung, welches z. B. auftritt, wenn die Gegenstände die Lösungsmittel tempera tür erreicht haben oder vorher wieder aus dem Behandlungsbehälter 2 herausgehoben werden, läuft die Beheizungseinrichtung 7 leer, so daß Nachheizeffekte keinesfalls vorkommen.

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Leerseite

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Claims

Andrejewski, Honke & Partner

Patentanwälte

Diplom-Physiker

Dr. Walter Andrejewslei

Diplom-Ingenieur

Dr.-Ing. Manfred Honke

Diplom-Physiker

Dr. Karl Gerhard Maseh

Anwoltsakfe:

56 847/N+

4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf 100254

11. März 1981

Patentanmeldung

Langbein-Pfanhauser Werke AG
Heerdter Buschstraße 1-3, 4040 Neuss

Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit einem Lösungsmittel

Ansprüche :

!/'1/. Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit einem einen . über 85 C liegenden Siedepunkt aufweisenden Lösungsmittel, ■ insbes. zum Reinigen und Entfetten der Gegenstände mit Tri- oder Perchlorethylen, bestehend aus einem im Bereich seines Oberrandes offenen Behandlungsbehälter mit unterem Lösungsmittelflüssigkeitsi abteil, mittlerem Lösungsmitteldampfabteil und oberem Kühlabteil, ί wobei im Bereich des Behandlungsbehältertiefsten eine für Durch-

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leitung eines flüssigen und/oder dampfförmigen Heizmediums eingerichtete, die im Lösungsmittelflüssigkeitsabteil befindliche Lösungsmittelflüssigkeit am Sieden haltende Beheizungseinrichtung mit Regler vorgesehen ist, an den ein im Lösungsmittelflüssigkeitsabteil angeordneter Temperaturfühler angeschlossen ist, und wobei das Kühlabteil mit Hilfe von im Behandlungsbehälter vor dessen Wandung mit Abstand vom Oberrand umlaufenden Kühlrohren gebildet ist, die von einem Fluokohlenwasserstoff als Kühlmittel durchströmt und an ein Kühlaggregat angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (10) einerseits mit Abstand von der Wandung des Behandlungsbehälters (2) angeordnet sowie nach oben hin von einem an den Oberrand (1) des Behandlungsbehälters (2) anschließenden Innenkragflansch (12) überdeckt sind und andererseits durch Ausbildung des Kühlaggregates (11) als Tieftemperaturkältemaschine auf einer Temperatur von - 10 C bis -30⁰C haltbar sind, daß im Lösungsmitteldampfabteil (4) unmittelbar unter dem Kühlabteil (5) ein Dampfniveaufühler (14) angeordnet ist, der als zusätzliches Eingabeglied an den Regler (8) der Beheizungseinrichtung (7) angeschlossen ist, und daß die Beheizungseinrichtung (7) für eine Entfernung des Heizmediums zumindest im Bereich des Behandlungsbehältertiefsten (6) beim reglerbedingten Abschalten der Beheizung eingerichtet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 in der Ausführungsform mit rechteckigem Grundriß aufweisendem Behandlungsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlabteil (5) über eine Höhe mit den Kühl-

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rohren (10) versehen ist, die der 1,2 - bis 1,5-fachen Breite des Behandlungsbehälter (2) entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrohre (10) mit einer Abtau- und Kondenswasserabführeinrichtung ausgerüstet sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsbehälter (2) im Bereich des Kühlabteils (5) eine Außenisolierung (15) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfniveaufühler (14) aus einem mit dem untersten Kühlrohr (10) in Wärmeleitungskontakt stehenden Temperaturfühler besteht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizungseinrichtung (7) für eine drucklose Durchleitung des Heizmediums eingerichtet und als Schrägbodenheizung mit oberem Heizmediumeinlaß (17) sowie unterem Heizmediumauslaß (18) ausgeführt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizmedium aus einer Flüssigkeit mit deren Siedepunkt heraufsetzenden Zusätzen besteht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Heizmedium aus einer Salzlösung besteht.