DE3113764C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit einem einen über 85°C liegenden Siedepunkt aufweisenden Lösungsmittel, insbesondere zum Reinigen und Entfetten der Gegenstände mit Tri- oder Perchlorethylen, mit einem im Bereich eines oberen Randes offenen Behandlungs­ behälter, welcher unten ein Lösungsmittel-Flüssigkeitsabteil, darüber ein Lösungsmittel-Dampfabteil und oben ein Kühlabteil aufweist, mit einer im unteren Bereich des Flüssigkeits­ abteils angeordneten Heizeinrichtung zum Erhitzen des Lösungs­ mittels auf Siedetemperatur, einem Regler zum Steuern der Heizeinrichtung, an den ein im Flüssigkeitsabteil angeordneter Temperaturfühler sowie ein am oberen Ende des Dampfabteils angeordneter Dampfniveaufühler zum Einstellen des oberen Dampfniveaus angeschlossen sind, und mit einem im Abstand von der Wandung des Behandlungsbehälters sowie von dessen oberem Rand im Kühlabteil angeordneten Rohrkühler, der nach oben hin von einem Innenflansch des Behandlungsbehälters überdeckt ist.

Bei einem bekannten Gerät zum Reinigen von Gegenständen mittels sich an diesen niederschlagendem Lösungsmittel­ kondensat (CH-PS 2 81 451) befindet sich wenig über dem Bo­ den eines oben offenen Behandlungsbehälters ein mit Per­ chlorethylen gefülltes, oben mit einem Lochblech abge­ decktes Lösungsmittel-Flüssigkeitsabteil, in dessen unterem Bereich elektrische Heizstäbe angeordnet sind; in einem über dem Lösungsmittel-Flüssigkeitsabteil angeordneten Lösungsmittel-Dampfabteil ist ein Dampfniveaufühler ange­ ordnet, über den sich die elektrischen Heizstäbe ein- und ausschalten lassen. An diesen ist auch noch ein zweiter Temperaturfühler angebracht, welcher als Trockenkochschutz dient und durch den die elektrischen Heizstäbe abgeschaltet werden, wenn das Lösungsmittel im Lösungsmittel-Flüssigkeits­ abteil verdampft ist. Der Behandlungsbehälter besitzt an seinem oberen Rand einen Innenflansch, welcher einen ring­ förmigen Rohrkühler übergreift. Wenn nun im normalen Betrieb dieses bekannten Geräts die elektrischen Heizstäbe durch den Dampfniveaufühler ausgeschaltet werden, so läßt sich infolge der Wärmekapazität der elektrischen Heizstäbe ein Nachheizen des flüssigen, im Lösungsmittel-Flüssigkeits­ abteil enthaltenen Perchlorethylens nicht vermeiden mit der Folge, daß sich im Lösungsmittel-Dampfabteil konstante Wärmeverhältnisse nicht aufrecht erhalten lassen. Vor allem beim Einsenken von zu reinigenden Gegenständen in den oben offenen Behandlungsbehälter und damit in das Lösungsmittel- Dampfabteil werden bei diesem bekannten Gerät deshalb trotz des erwähnten Rohrkühlers Lösungsmitteldämpfe aus dem Behandlungsbehälter nach oben austreten, vor allem dann, wenn man mit höhersiedendem Lösungsmittel mit verhältnis­ mäßig niederem MAK-Wert arbeitet - Trichlorethylen z. B. hat einen Siedepunkt von 87°C und einen MAK-Wert von nur 50 ppm -; deshalb müßte beim Arbeiten mit solchen Lösungs­ mitteln das bekannte Gerät mit einer zusätzlichen, oberhalb des Rohrkühlers anzubringenden Randabsaugung versehen werden.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit Lösungsmitteldampf in einem oben offenen Behandlungsbehälter (DE-OS 26 24 345) ist ein Rohrkühler unmittelbar vor der Wandung des Behandlungsbehälters ange­ ordnet, und ein Kühlaggregat sowie eine Heizeinrichtung für das flüssige Lösungsmittel sind so ausgelegt, daß sich das Lösungsmittel-Dampfabteil bis in das Kühlabteil hinein erstreckt und der Lösungsmitteldampf laufend am Rohrkühler kondensiert. Das Kondensat wird über eine unter dem Rohrkühler an der Wandung des Behandlungsbehälters vorgesehene Kondensat- Sammelrinne sowie eine an diese angeschlossene Leitung in das Lösungsmittel-Flüssigkeitsabteil zurückgeleitet. Mit dieser bekannten 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 verhält­ nismäßig hohen MAK-Wert, der bei dem erwähnten Lösungsmittel 200 ppm beträgt, einzuhalten, dies gilt aber für höher siedende Lösungsmittel, wie z. B. Trichlorethylen, aber auch Perchlorethylen mit einem Siedepunkt von 121°C sowie einem MAK-Wert von 100 ppm, nicht, so daß auch diese bekannte Vorrichtung beim Arbeiten mit derartigen Lösungsmitteln eine zusätzliche Randabsaugung erforderlich macht. Bei den er­ wähnten höher siedenden Lösungsmitteln ist nämlich zu berück­ sichtigen, daß die Temperaturdifferenzen zwischen dem Lösungsmittel-Flüssigkeitsabteil bzw. dem Lösungsmittel- Dampfabteil sowie der Umgebungsluft größer sind und den Austritt von Lösungsmitteldämpfen verursachende Störungen in den an sich angestrebten stationären Temperaturverhält­ nissen innerhalb des Behandlungsbehälters infolgedessen schwieriger zu beherrschen sind als bei Vorrichtungen, in denen mit niedriger siedenden Lösungsmitteln gearbeitet wird. Im Betrieb führt nämlich ein Einsenken der zu behandelnden kalten Gegenstände in den Behandlungsbehälter im Bereich des Lösungsmittel-Dampfabteils und des Lösungsmittel-Flüssigkeitsabteils zu einer plötzlichen Temperaturerniedrigung, die durch die Heizeinrichtung ausgeglichen werden muß, während das Herausheben der Gegenstände aus dem Behandlungsbehälter infolge eines Nachheizens des Lösungsmittels durch die Heiz­ einrichtung eine plötzliche Temperatursteigung zur Folge hat.

Bei Geräten zum Behandeln von Gegenständen mit Lösungsmittel­ dämpfen hat man statt mit einer Randabsaugung auch schon mit einer zweiten Kältefalle gearbeitet: Bei einer dritten, aus der Praxis bekannten Vorrichtung zum Reinigen und Entfetten von Gegenständen mit Tri- oder Perchlorethylen wurde oberhalb des zwecks Lösungsmitteldampfkondensation von Kühlwasser durchströmten Rohrkühlers eine Kältefalle angeordnet, welche aus Kühlrohren besteht, die im Behandlungsbehälter vor dessen Wandung mit Abstand vom oberen Behälterrand umlaufen und nach oben hin von einem sich an den oberen Rand des Behand­ lungsbehälters anschließenden Innenflansch überdeckt werden. Die Kühlrohre dieser Kältefalle werden mit Hilfe eines im Kreislauf über eine Tieftemperatur-Kältemaschine geführten Kühlmediums auf einer Temperatur von -10°C bis -30°C ge­ halten. Hierdurch wird die im Ringspalt zwischen den Kühlrohren und der Behälterwand befindliche Luft unter Kondensation von Luftfeuchtigkeit abgekühlt und unter Nach­ ziehen von Luft durch den unmittelbar unter dem Innenflansch befindlichen Spalt radial nach innen geführt, wo sie gleich­ sam eine Kälteplatte bildet, die vom Lösungsmitteldampf nicht durchdrungen wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird es jedoch als nachteilig empfunden, daß für den Betrieb des unter der Kältefalle befindlichen Rohrkühlers verhältnis­ mäßig viel Kühlwasser benötigt wird, um den Lösungsmittel­ dampf zu kondensieren.

Schließlich ist es bei Vorrichtungen für das Behandeln von Gegenständen mit Lösungsmitteldämpfen auch schon bekannt (DE-AS 16 21 673), die Heizeinrichtung nicht im Lösungsmittel- Flüssigkeitsabteil, sondern in einer unter dem letzteren angeordneten Heizkammer anzuordnen. Bei dieser bekannten Vorrichtung liegt unter dem Boden eines Lösungsmittel- Flüssigkeitsabteils eine mit einer wäßrigen Lösung von Kaliumacetat gefüllte Heizkammer, die einen elektrischen Heizkörper aufnimmt. Bei dieser bekannten Vorrichtung tritt aber der unerwünschte Effekt des Nachheizens nach Abschaltung der Heizeinrichtung in noch stärkerem Maße in Erscheinung, da zur Wärmekapazität des elektrischen Heizkörpers auch noch diejenige der die Heizkammer füllenden Kaliumacetatlösung hinzutritt. Hieran ändert sich auch dadurch nichts, daß bei der bekannten Behandlungsvorrichtung das Innere der Heiz­ kammer mit einem neben dieser angeordneten Expansionsraum in Verbindung steht, um bei einer zu starken Erhitzung der Kaliumacetatlösung Dampf über den oben offenen Expansions­ raum entweichen zu lassen. Ein in der Heizkammer angeordneter erster Temperaturfühler dient als Trockenkochschutz und schaltet den elektrischen Heizkörper ab, wenn die Kalium­ acetatlösung in der Heizkammer verdampft ist, ein zweiter Temperaturfühler steuert die Zuführung von Verdünnungswasser zur Heizkammer, und ein dritter Temperaturfühler schaltet den elektrischen Heizkörper dann ab, wenn Dampf im Expan­ sionsraum aufsteigt.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine Behandlungs­ vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der man ohne eine zusätzliche obere Randabsaugung oder Kälte­ falle ein Entweichen von Lösungsmitteln aus dem oben offenen Behandlungsbehälter soweit unterbinden kann, u. z. auch beim Einsatz höher siedender Lösungsmittel, daß in der den Be­ handlungsbehälter umgebenden Luft der jeweils vorgeschriebene MAK-Wert eingehalten wird.

Diese Aufgabe läßt sich erfindungsgemäß dadurch lösen, daß die Heizeinrichtung von einem flüssigen und/oder dampf­ förmigen Heizmedium durchströmbar sowie beim Abschalten der Heizeinrichtung durch den Regler von dem Heizmedium entleerbar ist und daß der Temperaturfühler als Siedetemperaturfühler für das Lösungsmittel ausgebildet sowie der Rohrkühler von einem Fluorkohlenwasserstoff als Kühlmittel durchströmbar sowie durch Anschluß an eine Tieftemperatur-Kältemaschine auf einer Temperatur von -10°C bis -30°C haltbar ist. Dadurch, daß nicht nur das flüssige Lösungsmittel durch den Siedetemperaturfühler am Sieden gehalten und das Niveau des Lösungsmitteldampfs im Dampfabteil durch den Dampfniveau­ fühler feinfühlig eingestellt, sondern erfindungsgemäß ein Nachheizen des flüssigen Lösungsmittels nach dem Ab­ schalten der Heizeinrichtung durch Ablassen des Heizmediums aus der Heizeinrichtung vermieden wird, lassen sich in der eigentlichen Behandlungszone, d. h. im Lösungsmittel- Dampfabteil, praktisch konstante Wärmeverhältnisse auch beim Einsenken und Herausheben der zu reinigenden Gegenstände in bzw. aus dem Lösungsmittel-Dampfabteil gewährleisten und damit ohne zusätzliche Absaugung oder eine weitere Kälte­ falle ein Austreten von Lösungsmitteldämpfen aus dem Behand­ lungsbehälter vermeiden, so daß sich auch beim Einsatz höher siedender Lösungsmittel extrem niedere MAK-Werte außer­ halb des Behandlungsbehälters garantieren lassen. Infolge des tiefgekühlten Rohrkühlers liegt die von diesem erzeugte trockene kalte Luft wie eine undurchdringliche Schicht über dem Lösungsmittel-Dampfabteil und verhindert folglich auch eine Kondensation von Lösungsmitteldampf an den Kühlrohren des Rohrkühlers. Damit beim Einsenken der zu behandelnden Gegenstände in den Behandlungsbehälter sowie beim Wieder­ herausheben dieser Gegenstände größere Temperaturänderungen, insbesondere im Lösungsmitteldampfabteil, nicht vorkommen, sieht die Erfindung nicht nur Mittel zum Ablassen des Heiz­ mediums aus der Heizeinrichtung bei deren Abschaltung vor, sondern als zusätzliches Eingabeglied für den Regler der Heizeinrichtung den im Lösungsmittel-Dampfabteil unmittelbar unter dem Kühlabteil angeordneten Dampfniveaufühler, der eine Verzögerung beim Ein- und Ausschalten der Heizeinrichtung verhindert, wie sie bei alleiniger Verwendung des im Flüssigkeitsabteil angeordneten Siedetemperaturfühlers auf­ treten würde, denn dieser bemerkt es ja nur mit verhält­ nismäßig großer zeitlicher Verzögerung, wenn die Obergrenze des Lösungsmittel-Dampfabteils beim Einsenken eines kalten Gegenstands in den Behandlungsbehälter infolge Lösungsmittel­ dampfkondensation an diesem Gegenstand nach unten absinkt.

Im Ergebnis erreicht die erfindungsgemäße Vorrichtung so praktisch konstante Wärmeverhältnisse im Behandlungsbehälter auch beim Einsenken und Herausheben der Gegenstände und damit ohne zusätzliche Absaugung oder eine zweite Kühlfalle gleichsam einen Verschluß für den Lösungsmitteldampf, so daß auch bei höher siedenden Lösungsmitteln ein extrem niederer MAK-Wert garantiert werden kann. Der bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung aus einem mit dem untersten Kühlrohr des Rohrkühlers in Wärmeleitungskontakt stehende, den Dampfniveaufühler bildende Temperaturfühler besitzt eine extreme Ansprech­ empfindlichkeit, weil dieser Temperaturfühler beim Absinken des Dampfniveauspiegels durch die Kälte des untersten Kühl­ rohrs stärker abgekühlt wird, als es dem tatsächlichen Zu­ stand im Lösungsmittel-Dampfabteil entspricht.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Heizeinrichtung als Schrägbodenheizung mit oberem Einlaß und unterem Auslaß für eine Wärmeträgerflüssigkeit ausgebildet ist, da dadurch das Entfernen des Heizmediums aus der Heizeinrichtung sehr erleichtert wird, wenn es sich um eine Flüssigkeit handelt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur in einem schematischen Vertikal­ schnitt 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 Lösungsmittel­ flüssigkeitsabteil 3, ein mittleres Lösungsmitteldampfabteil 4 und ein oberes Kühlabteil 5. Das Lösungsmittelflüssigkeitsabteil 3 ist mit dem flüssigen Lösungsmittel, z. B. Tri- oder Perchlor­ ethylen, 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 Beheizungs­ einrichtung 7 mit einem Regler 8 ausgestattet, an den ein im 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 Fluorkohlen­ wasserstoff 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 Behandlungsbehälters 2 angeordnet sowie nach oben hin von einem an den Oberrand 1 des Behandlungsbehälters 2 anschließenden Innen­ kragflansch 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 aus­ läuft. 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 ange­ schlossen ist, und daß die Beheizungseinrichtung 7 für eine Ent­ fernung des Heizmediums zumindest im Bereich des Behandlungsbehäl­ tertiefsten 6 beim reglerbedingten Abschalten der Beheizung ein­ gerichtet ist.

Fernerhin ist das Kühlabteil 5 über eine Höhe mit den Kühlrohren 10 versehen, die der 1,2-1,5fachen Breite des Behandlungs­ behälters 2 entsprechen. Da an den Kühlrohren 10 Luftfeuchtigkeit kondensiert und gefriert, die in bestimmten Zeitabständen zu ent­ fernen ist, sind die Kühlrohre 10 noch mit einer Abtau- und Kondenswasserabführungseinrichtung ausgerüstet, die im einzelnen jedoch nicht dargestellt ist und beispielsweise in sowie an der Isolierwandung 13 vorgesehen sein kann. Im Bereich des Kühlab­ teils 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 Beheizungseinrich­ tung 7 für eine drucklose Durchleitung des Heizmediums eingerich­ tet und dazu unter anderem als Schrägbodenheizung mit oberem Heiz­ mediumeinlaß 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 Beheizungs­ einrichtung 7 etwa auf Siedepunkt erhitzt und mit Hilfe des Tem­ peraturfühlers 9 sowie des Reglers 8 im Bereich dieser Temperatur gehalten. Das Lösungsmitteldampfabteil 4 ist dann mit Lösungsmit­ teldampf gefüllt. Das Kühlabteil 5 besitzt im Bereich der Wandung des Behandlungsbehälters 2 eine Temperatur von -10°C 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 un­ durchdringliche Schicht über dem Lösungsmitteldampfabteil 4. Wer­ den nun beispielsweise mit Hilfe einer nicht dargestellten Manipu­ lationseinrichtung zu entfettende kalte Gegenstände in den Be­ handlungsbehälter 2 eingesenkt, kondensiert an den kalten Gegen­ ständen Lösungsmitteldampf, sobald diese in das Lösungsmittel­ dampfabteil 4 eintreten. Als Folge davon sinkt der Dampfniveau­ spiegel und besorgt der Dampfniveaufühler 14 sofort eine Ein­ schaltung der Beheizung. Beim reglerbedingten Abschalten der Be­ heizung, welches z. B. auftritt, wenn die Gegenstände die Lösungs­ mitteltemperatur erreicht haben oder vorher wieder aus dem Be­ handlungsbehälter 2 herausgehoben werden, läuft die Beheizungsein­ richtung 7 leer, so daß Nachheizeffekte keinesfalls vorkommen.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen mit einem einen über 85°C liegenden Siedepunkt aufweisenden Lösungsmittel, insbesondere zum Reinigen und Entfetten der Gegenstände mit Tri- oder Perchlorethylen, mit einem im Bereich eines oberen Randes offenen Behand­ lungsbehälter, welcher unten ein Lösungsmittel- Flüssigkeitsabteil, darüber ein Lösungsmittel-Dampf­ abteil und oben ein Kühlabteil aufweist, mit einer im unteren Bereich des Flüssigkeitsabteils angeordneten Heizeinrichtung zum Erhitzen des Lösungsmittels auf Siedetemperatur, einem Regler zum Steuern der Heizein­ richtung, an den ein im Flüssigkeitsabteil angeordneter Temperaturfühler sowie ein am oberen Ende des Dampfab­ teils angeordneter Dampfniveaufühler zum Einstellen des oberen Dampfniveaus angeschlossen sind, und mit einem im Abstand von der Wandung des Behandlungsbehälters sowie von dessen oberem Rand im Kühlabteil angeordneten Rohrkühler, der nach oben hin von einem Innenflansch des Behandlungsbehälters überdeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (7) von einem flüssigen und/oder dampfförmigen Heiz­ medium durchströmbar sowie beim Abschalten der Heiz­ einrichtung durch den Regler (8) von dem Heizmedium entleerbar ist und daß der Temperaturfühler (9) als Siedetemperaturfühler für das Lösungsmittel ausgebildet sowie der Rohrkühler (10) von einem Fluorkohlenwasser­ stoff als Kühlmittel durchströmbar sowie durch Anschluß an eine Tieftemperaturkältemaschine (11) auf einer Temperatur von -10°C bis -30°C haltbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einem einen recht­ eckigen Grundriß aufweisenden Behandlungsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Rohrkühlers (10) der 1,2- bis 1,5fachen Breite des Behandlungsbe­ hälters (2) entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Rohrkühler (10) mit einer Abtau- und Kondenswasserabführeinrichtung ausgerüstet ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsbe­ hälter (2) im Bereich des Kühlabteils (5) eine Außen­ isolation (15) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (7) als Schrägbodenheizung mit oberem Einlaß (17) und unterem Auslaß (18) für eine Wärmeträgerflüssigkeit ausgebildet ist.