DE4335231C2 - Verfahren und Anlage zum chargenweisen Reinigen und/oder Trocknen von Werkstücken - Google Patents

Description

Im industriellen Bereich müssen vielerlei Teile gereinigt, insbesondere entfettet werden, so z. B. zu lackierende oder zu verchromende Teile, aber auch zuvor bearbeitete Werk­ stücke, an denen noch Bearbeitungsrückstände haften, nach einer zerspanenden Bearbeitung z. B. öl- oder fettartige Rückstände von Schneid- und Kühlflüssigkeiten.

Wird in solchen Reinigungsprozessen mit einem organischen Lösemittel gereinigt, muß aus Gründen des Umweltschutzes und zur Vermeidung gesundheitlicher Schäden die Emission von Lösemitteldämpfen so gering wie möglich gehalten werden. Deshalb werden die zu reinigenden Teile heutzutage stets in eine Arbeitskammer eingebracht, die sich dicht verschließen läßt und in der die Teile mit einem organischen Lösemittel oder einer Mischung aus solchen Lösemitteln gereinigt und/oder nach einer solchen Reinigung getrocknet werden. Enthält die Arbeitskammer nach Abschluß des Reinigungs- und/oder Trocknungsprozesses jedoch Luft mit einem erheblichen Löse­ mitteldampfanteil, läßt sich bei der Entnahme eines gereinig­ ten bzw. getrockneten Werkstücks aus der Arbeitskammer und beim Beschicken der letzteren mit einem neuen, zu reinigenden oder zu trocknenden Werkstück nicht verhindern, daß ein Teil dieser Lösemitteldämpfe in die Umgebung austritt.

Aus diesen Gründen hat die Firma Dürr GmbH eine Anlage ent­ wickelt (DE-PS 34 12 007), bei der nach der Reinigung eines Werkstücks bzw. einer Charge von zu reinigenden Teilen in einer mittels einer Tür dicht verschließbaren Arbeitskammer das Werkstück dadurch getrocknet, d. h. am Werkstück haften­ des Lösemittel verdampft wird, daß Luft in einem die Arbeits­ kammer enthaltenden Kreislauf mittels eines Gebläses zirku­ liert und dabei vom größten Teil der mitgeführten Lösemittel­ dämpfe befreit wird. Zu diesem Zweck enthält der Kreislauf in Strömungsrichtung hintereinander eine Kältefalle, ein Heiz­ register und einen Adsorber; in der Kältefalle wird ein Teil des Lösemittels auskondensiert, worauf die Luft im Heizre­ gister wieder erwärmt wird. Während des Trocknungsvorgangs wird der dem Heizregister nachgeschaltete Adsorber gleichzei­ tig desorbiert, d. h. regeneriert, indem die durch das Heiz­ register erwärmte Luft die im Adsorber enthaltene Aktivkohle aufheizt, so daß sie Lösemitteldämpfe freisetzt, die dann zum Teil in der Kältefalle auskondensiert werden. Nach Abschluß der Trocknungs- und Desorptionsphase weist die Luft in der Arbeitskammer und im Kreislauf dann einen Lösemittelgehalt auf, der durch die Temperatur in der Kältefalle bestimmt wird. Ehe die Tür der Arbeitskammer geöffnet und das gerei­ nigte und getrocknete Werkstück der Arbeitskammer entnommen wird, befreit man die durch den Ventilator im Kreislauf umge­ wälzte Trocknungsluft durch den regenerierten Adsorber weit­ gehendst von den in ihr noch enthaltenen Lösemitteldämpfen; während dieser Phase ist das Heizregister ausgeschaltet, je­ doch wird die Kältefalle weiterhin in Betrieb gehalten, um den Adsorber und das Leitungssystem abzukühlen, so daß die im Adsorber enthaltene, regenerierte Aktivkohle die in der umge­ wälzten Luft enthaltenen restlichen Lösemitteldämpfe adsor­ bieren kann. Sobald der Lösemittelgehalt der Umluft unter der maximal zulässigen Konzentration liegt, kann das getrocknete Werkstück der Arbeitskammer entnommen werden.

Eine solche Anlage hat aber ebenso wie andere bekannte Metho­ den zur Emissionsverminderung eine Reihe von Nachteilen: Den Energieaufwand zur Erwärmung des Adsorbers zum Zwecke seiner Regenerierung, unvermeidliche Emissionen durch Druckwechsel innerhalb der Anlage (infolge Verdampfens oder Kondensation von Lösemittel sowie Verdrängung von mit Lösemitteldämpfen belasteter Luft bei Temperaturerhöhungen), Kostenaufwand für den Adsorber, der noch dadurch erhöht wird, daß bei einem Austausch des Adsorptionsmaterials Sondermüll anfällt, sowie Kontaktwasseranfall bei solchen Anlagen, in denen das Adsorptionsmaterial durch Wasserdampf regeneriert wird.

Ohne einen Adsorber arbeitet eine Anlage zum chemischen Reinigen von Kleidungsstücken, welche aus der DE-A 19 49 017 bekanntgeworden ist. Bei dieser Anlage werden die Kleidungs­ stücke in einer während der Reinigung hermetisch abgeschlos­ senen Reinigungskammer mittels eines organischen Lösemittels gereinigt; anschließend erfolgt in derselben Kammer die Trocknung der gereinigten Kleidungsstücke und die teilweise Rückgewinnung des in der Kammer bzw. den Kleidungsstücken verbliebenen organischen Lösemittels dadurch, daß ein die Reinigungskammer enthaltender Gaskreislauf betrieben wird, welcher außer der Reinigungskammer hintereinander ein Flusen­ filter, einen Kondensator zum Auskondensieren von Lösemittel­ dämpfen, einen Lufterhitzer zum Wiederaufheizen des umge­ wälzten Gasgemisches sowie zum Fördern des letzteren ein Gebläse aufweist. Wenn sich dem im Kreislauf geführten Gasgemisch durch Abkühlen und Wiederaufheizen wirtschaftlich weiteres Lösemittel nicht mehr entziehen läßt, werden zwei zwischen der Reinigungskammer und den übrigen Teilen des Gaskreislaufes liegende Ventile geschlossen und es wird ein anderes Ventil geöffnet, worauf durch dieses hindurch der Gasinhalt der Reinigungskammer abgesaugt wird, und zwar mittels einer Vakuumpumpe, die das aus der Reinigungskammer abgesaugte Gas in andere Bereiche der Reinigungsanlage und/oder in eine gesonderte Speicherkammer fördern soll. Eine der grundsätzlichen Überlegungen des sich aus der DE-A 19 49 017 ergebenden Verfahrens ist es jedoch, mit dem geschilderten Gaskreislauf nicht den Versuch zu unternehmen, den Gasinhalt der Reinigungskammer vollständig von Lösemitteldämpfen zu befreien, was zur Folge hat, daß die erwähnte Vakuumpumpe ein mit Lösemitteldämpfen belastetes Gasvolumen fördern muß.

Nach dem Evakuieren der Reinigungskammer wird bei der sich aus der DE-A-l 9 49 017 ergebenden Anlage die Reinigungskammer über ein Ventil mit Umgebungsluft belüftet, worauf die Reini­ gungskammer entladen und mit der nächsten Charge von zu reinigenden Kleidungsstücken beladen wird. Hierauf wird die Reinigungskammer geschlossen und dann mit Hilfe der erwähnten Vakuumpumpe evakuiert, wobei der Gasinhalt der Reinigungs­ kammer ins Freie gefördert wird. In die so evakuierte Reini­ gungskammer wird aus einem Tank flüssiges Lösemittel einge­ saugt, worauf die Reinigungskammer durch Öffnen der zwei vorstehend erwähnten Ventile wieder mit der restlichen Anlage verbunden und der Reinigungsvorgang begonnen wird.

Die sich aus der DE-A 19 49 017 ergebende Anlage führt zu folgenden Problemen: Eine Vakuumpumpe kann Gase nicht gegen einen auslaßseitigen Überdruck pumpen - die Leistung von auf dem Markt verfügbaren Vakuumpumpen fällt drastisch ab, wenn auslaßseitig ein Überdruck von ca. 0,5 bar überschritten wird; bei der bekannten Anlage soll die Vakuumpumpe aber nicht nur die Reinigungskammer evakuieren, sondern auch dazu dienen, lösemitteldampfhaltige Luft aus der Reinigungskammer in andere Anlagenteile oder eine gesonderte Speicherkammer zu fördern, wobei sich auf der Auslaßseite der Vakuumpumpe notwendigerweise ein Überdruck aufbaut, wenn nicht besondere, in der DE-A 19 49 017 nicht offenbarte Maßnahmen getroffen werden. Dieses durch das Funktionsprinzip von Vakuumpumpen hervorgerufene Problem läßt sich auch nicht dadurch lösen, daß man für das Umpumpen des Gasgemischs aus der Reinigungs­ kammer in andere Anlagenteile der Vakuumpumpe einen Kompres­ sor nachschaltet, denn durch diesen würde das Gasgemisch über die Zersetzungstemperatur der für Reinigungsvorgänge einge­ setzten organischen Lösemittel erhitzt werden. Zu demselben Nachteil führt auch der in dieser bekannten Anlage einge­ setzte Lufterhitzer, denn in jedem Lufterhitzer muß das zu erhitzende Gas an beheizten Flächen vorbei streichen, deren Oberflächentemperatur wesentlich höher ist als die zu erzie­ lende Gastemperatur, so daß auch ein solcher Lufterhitzer zu einer thermischen Zersetzung des eingesetzten organischen Lösemittels führt.

Schließlich hat die sich aus der DE-A 19 49 017 ergebende bekannte Anlage auch noch deshalb unerwünschte Emissionen zur Folge, weil nach dem Beladen der Reinigungskammer mit einer neuen Charge von zu reinigenden Teilen die in der Reinigungs­ kammer enthaltene Luft über die Vakuumpumpe aus der Reini­ gungskammer abgezogen und ins Freie gefördert wird, denn beim zuvor erfolgten Abpumpen lösemitteldampfhaltiger Luft aus der Reinigungskammer mit Hilfe dieser Vakuumpumpe läßt sich nicht vermeiden, daß letztere, vor allem ihr Schmieröl, durch Löse­ mitteldämpfe "verunreinigt" wird, so daß zusammen mit der aus der Reinigungskammer abgezogenen reinen Luft auch Lösemittel­ dämpfe durch die Vakuumpumpe ins Freie gefördert werden.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, beim Reinigen von Werkstücken mittels organischer Lösemittel und/oder beim Trocknen derart gereinigter Werkstücke für eine Emissions­ minimierung bei möglichst geringem Kostenaufwand zu sorgen.

Ausgegangen wird dabei von einem Verfahren, wie es sich aus der DE-A 19 49 017 ergibt, jedoch übertragen auf Werkstücke als zu behandelnde Teile; ausgegangen wird also von einem Verfahren zum chargenweisen Reinigen wenigstens eines Werk­ stücks mit einem organischen Lösemittel und/oder zum chargen­ weisen Trocknen eines derart gereinigten Werkstücks in einer druckdicht verschließbaren Arbeitskammer, bei dem nach dem Einbringen des zu behandelnden Werkstücks in die Arbeitskam­ mer diese geschlossen, vor Beginn der Werkstückbehandlung die in der Arbeitskammer enthaltene reine Luft zumindest größten­ teils aus der Arbeitskammer abgezogen, aus der Behandlung der vorausgegangenen Charge stammende bevorratete lösemittel­ dampfhaltige Luft in die Arbeitskammer geleitet, das Werk­ stück in der Arbeitskammer behandelt und danach die in der Arbeitskammer enthaltene lösemitteldampfhaltige Luft mittels einer Vakuumpumpe zumindest größtenteils aus der Arbeits­ kammer abgezogen, durch Abkühlen teilweise von Lösemittel­ dämpfen befreit sowie dann bevorratet wird, worauf reine Luft in die Arbeitskammer geleitet und das Werkstück der geöff­ neten Arbeitskammer entnommen wird.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein solches Verfahren derart zu gestalten, daß die aus der Arbeitskammer abgezogene lösemitteldampfhaltige Luft im Zuge der Verminderung ihres Lösemitteldampfgehalts lediglich abgekühlt wird und daß die so teilgereinigte Luft zur Bevorratung durch die Vakuumpumpe in einen volumenverän­ derlichen Behälter gefördert wird.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Vakuumpumpe die teilgereinigte Luft in einen volumenveränderlichen Behälter fördert, kann problemlos mit einer Vakuumpumpe ohne nachge­ schalteten Kompressor gearbeitet werden; da das erfindungs­ gemäße Verfahren aber auch keinen Lufterhitzer benötigt, kann bei Anwendung dieses Verfahrens das eingesetzte Lösemittel keinesfalls thermisch geschädigt werden. Schließlich lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Betriebskosten einsparen, da auf einen Lufterhitzer verzichtet werden kann.

Die DE-A 37 09 672 zeigt, daß es bei einer Anlage zum char­ genweisen Reinigen von Werkstücken mittels eines organischen Lösemittels an sich bekannt war, nach dem Beladen der Arbeitskammer mit einer Charge von zu reinigenden Werkstücken die in der Arbeitskammer enthaltene Luft in einem volumenver­ änderlichen Behälter zwischenzuspeichern. Bei diesem bekann­ ten Reinigungsverfahren erfolgt die Reinigung durch Lösemit­ teldampf, der in einem Dampferzeuger erzeugt und unter Über­ druck in die Arbeitskammer eingeleitet wird, wodurch die in letzterer zuvor enthaltene Luft in einen stets mit der Arbeitskammer in Verbindung stehenden volumenveränderlichen Aufnahmeraum eines Speicherbehälters verdrängt wird. Aufgrund ihres vorstehend geschilderten Aufbaus ist diese bekannte Anlage also nicht in der Lage, in dem volumenveränderlichen Aufnahmeraum reine Luft zu bevorraten, denn schon beim Ein­ strömen von Lösemitteldampf in die Arbeitskammer findet unweigerlich eine gewisse Vermischung reiner Luft mit Löse­ mitteldampf statt, und zwar selbst unter Berücksichtigung der Tatsache, daß der Lösemitteldampf möglicherweise spezifisch schwerer ist als Luft. Die bekannte Anlage sieht zwar einen die Arbeitskammer, eine Pumpe und einen Kondensator enthal­ tenden Gaskreislauf vor, mit dem nach erfolgter Reinigung Lösemitteldämpfe aus dem in der Arbeitskammer enthaltenen Gasgemisch auskondensiert werden sollen, zum einen lassen sich auf diese Weise Lösemitteldämpfe jedoch nicht quantitativ entfernen, und zum anderen strömen die in den volumenveränderlichen Aufnahmeraum gelangten Lösemittel­ dampfanteile spätestens beim Öffnen der Arbeitskammer in diese zurück, so daß nicht verhindert werden kann, daß beim Entladen der Arbeitskammer Lösemitteldampf in die Umgebung entweicht.

Würde man nach dem Einbringen eines zu reinigenden Werkstücks bzw. einer neuen Werkstückcharge in die Arbeitskammer die in letzterer enthaltene reine Luft beim Evakuieren der Arbeits­ kammer in die Werkhalle oder ins Freie ableiten und dabei dieselbe Vakuumpumpe verwenden, mit der auch die zwischen­ zuspeichernde lösemitteldampfhaltige Luft aus der Arbeits­ kammer abgezogen wird, so würde im Pumpenöl enthaltenes Löse­ mittel zu unerwünschten Emissionen führen. Deshalb sehen be­ vorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, daß die vor Beginn der Werkstückbehandlung aus der Arbeitskammer abgezogene reine Luft zur Vermeidung des Hinzu­ tretens von Lösemitteldämpfen mittels einer zweiten Vakuum­ pumpe abgepumpt wird.

Will man eine solche zweite Vakuumpumpe vermeiden oder sicherstellen, daß nach der Entnahme gereinigter bzw. getrockneter Werkstücke aus der Arbeitskammer und dem Beladen der letzteren mit noch zu behandelnden Werkstücken noch nicht einmal kleinste, in der Arbeitskammer verbliebene Reste von Lösemitteldampf in die Umgebung gelangen, empfiehlt es sich, das erfindungsgemäße Verfahren so zu gestalten, daß die vor Beginn der Werkstückbehandlung aus der Arbeitskammer abge­ zogene reine Luft in einem zweiten volumenveränderlichen Behälter bevorratet sowie nach Abschluß der Werkstückbehand­ lung und Abziehen der lösemitteldampfhaltigen Luft aus der Arbeitskammer wieder in die letztere eingeleitet wird, um sodann die Arbeitskammer zu öffnen, zu entladen und neu zu beladen. Das Verfahren arbeitet dann völlig abluftfrei.

Um nach dem Abschluß der Werkstückbehandlung nicht mit Löse­ mittel gesättigte oder stark angereicherte Luft bevorraten zu müssen, wird desweiteren empfohlen, die in der Arbeitskammer enthaltene lösemitteldampfhaltige Luft vor ihrer Bevorratung zur teilweisen Befreiung von Lösemitteldämpfen in einem die Arbeitskammer enthaltenden Kreislauf zu führen und dabei lediglich abzukühlen, um einen erheblichen Teil des Lösemit­ teldampfes auszukondensieren, ehe das während der Werkstück­ behandlung von der Arbeitskammer aufgenommene Gasvolumen zwischengespeichert wird. Ein solcher Gaskreislauf wirkt sich auch auf einen Trocknungsvorgang vorteilhaft aus.

Wenn die Werkstücke mit flüssigem Lösemittel gereinigt wer­ den, wird man letzteres üblicherweise einem Tank entnehmen; in solchen Fällen empfiehlt es sich, das erfindungsgemäße Verfahren so zu gestalten, daß beim Einführen von der Reini­ gung des Werkstücks bzw. der Werkstücke dienendem Lösemittel aus einem Lösemitteltank in die Arbeitskammer zu bevorratende lösemitteldampfhaltige Luft in dem Lösemitteltank zwischenge­ speichert und nach dem Reinigen des Werkstücks bzw. der Werk­ stücke bei der Rückführung des hierfür benutzten Lösemittels in den Tank in die Arbeitskammer geleitet wird; dabei muß natürlich nicht notwendigerweise die gesamte, zu bevorratende lösemitteldampfhaltige Luft im Lösemitteltank zwischengespei­ chert werden. Auf diese Weise läßt sich entweder das Ent­ stehen eines Unterdrucks im Lösemitteltank im Zuge des Ab­ ziehens von Lösemittel aus dem Tank vermeiden oder kann auf einen separaten Vorrats- bzw. Ausgleichsbehälter für die Bevorratung der aus der Arbeitskammer abgezogenen, lösemit­ teldampfhaltigen Luft verzichtet werden, da ja bei dieser Vorgehensweise der Lösemitteltank im Zuge der Überführung von Lösemittel in die Arbeitskammer einen volumenveränderlichen Aufnahmeraum für die zwischenzuspeichernde lösemitteldampf­ haltige Luft bildet. Auch hat diese Verfahrensführung den Vorteil, daß nach erfolgter Werkstückreinigung beim Abziehen des Lösemittels aus der Arbeitskammer das Entstehen eines Unterdrucks in der Arbeitskammer in einfacher Weise vermieden wird, ohne daß zusätzliche Luft in das System eingeführt werden muß.

Aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt sich für den Fach­ mann ohne weiteres, daß es das erfindungsgemäße Verfahren grundsätzlich auch zuläßt, gereinigte Teile schnell und effizient bei Unterdruck zu trocknen und/oder mit fett- oder ölhaltigen Verunreinigungen verschmutzte Teile durch Arbeiten unter Unterdruck bei verhältnismäßig niederen Temperaturen mittels Lösemitteldämpfen zu entfetten, und daß sich das erfindungsgemäße Verfahren auch in allen Prozessen anwenden läßt, welche in Behältern durchgeführt werden, die beim Prozeßablauf gasförmige Stoffe enthalten, bezüglich welcher es auf eine Emissionsminimierung ankommt, und die zur Durch­ führung des Prozesses geöffnet werden müssen.

Im Hinblick auf die eingangs diskutierte DE-PS 34 12 007 sei noch darauf hingewiesen, daß die vorstehenden Erläuterungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht so zu verstehen sind, daß der Einsatz eines Adsorbers auf jeden Fall ausge­ schlossen werden soll. Will man die Lösemitteldampf-Rest­ konzentration nach Abschluß der Werkstückbehandlung noch weiter senken, kann in dem die Arbeitskammer enthaltenden, dem Auskondensieren von Lösemitteldämpfen dienenden Gaskreis­ lauf zusätzlich auch noch mit einem Adsorber gearbeitet wer­ den; auch in diesem Fall bringt das erfindungsgemäße Verfah­ ren noch beträchtliche Vorteile mit sich, u. a. deshalb, weil dann gegenüber dem sich aus der DE-PS 34 12 007 ergebenden bekannten Verfahren die Standzeit des Adsorbermaterials er­ heblich größer und der für die Regenerierung des Adsorber­ materials erforderliche Energieaufwand erheblich kleiner ist als bei diesem bekannten Verfahren.

Obwohl vorstehend von Luft die Rede ist, kann natürlich an die Stelle von Luft auch jedes andere Arbeitsgas treten, soweit dieses unter den Gesichtspunkten des Umwelt- und Gesundheitsschutzes in Frage kommt; außerdem ist unter dem Begriff "Luft", soweit nicht von reiner Luft die Rede ist, auch mit Lösemitteldampf beladene Luft zu verstehen. Auch ist unter "reiner Luft" nicht absolut reine Luft zu verstehen, sondern eben Luft, deren Schadstoffanteile (gleich welcher Art) die maximal zulässige Arbeitsplatzkonzentration nicht überschreiten. Wenn schließlich vorstehend oder im folgenden davon die Rede ist, daß reine Luft bzw. lösemitteldampf­ haltige Luft zumindest größtenteils aus der Arbeitskammer abgezogen wird, so ist hierunter nicht notwendigerweise auch eine vollständige Evakuierung der Arbeitskammer zu verstehen.

Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zum chargenweisen Reinigen wenigstens eines Werkstücks mit einem organischen Lösemittel und/oder zum chargenweisen Trocknen eines derart gereinigten Werkstücks in einer Arbeitskammer, welche min­ destens eine Be- und Entladeöffnung besitzt und druckdicht verschließbar ist, und zwar eine solche Anlage mit wenigstens einem über mindestens ein Ventil an die Arbeitskammer ange­ schlossenen Speicherbehälter für mittels einer Vakuumpumpe aus der Arbeitskammer abgezogene lösemitteldampfhaltige Luft, sowie mit einem die Arbeitskammer, eine Kältefalle für Löse­ mitteldampf und ein Luftfördergerät enthaltenden Luftkreis­ lauf zum Auskondensieren von Lösemitteldampf aus in der Arbeitskammer enthaltener lösemitteldampfhaltiger Luft, von dem die Arbeitskammer mittels Ventilen abtrennbar ist. Eine derartige Anlage ergibt sich gleichfalls aus der DE-A 19 49 017.

Mit einer solchen Anlage läßt sich die obige Aufgabe erfin­ dungsgemäß dadurch lösen, daß der Speicherbehälter als volumenveränderlicher Behälter und der Luftkreislaufheizvor­ richtungsfrei ausgebildet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anlage ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen 7 bis 14, welche im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen keiner weiteren Erläuterungen mehr bedürfen. Es sei nur noch darauf hingewie­ sen, daß wenn eine solche Anlage über mehrere Arbeitskammern verfügt, bei entsprechender Abstimmung der Arbeitsabläufe aufeinander eine der Arbeitskammern auch einen der volumen­ veränderlichen Speicherbehälter ersetzen kann bzw. daß ein volumenveränderlicher Behälter als Arbeitskammer eingesetzt wird.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der beigefügten schematischen Darstellung einer besonders bevorzugten Aus­ führungsform der erfindungsgemäßen Anlage noch näher erläu­ tert werden.

Diese umfaßt eine Arbeitskammer 10 mit einer Be- und Entlade­ öffnung 12, welche sich durch eine Tür 14 druckdicht ver­ schließen läßt und über die ein zu reinigendes Werkstück bzw. eine Charge zu reinigender Teile in die Arbeitskammer einge­ bracht werden kann und sich dieser wieder entnehmen läßt. Die Arbeitskammer 10 ist mit einem auf das zur Reinigung einge­ setzte flüssige Lösemittel ansprechenden unteren und einem oberen Füllstandsfühler 16 bzw. 18 und oben mit einem Vakuum­ fühler 20 versehen, der auf den im Innern der Arbeitskammer 10 herrschenden Innendruck anspricht.

Die Anlage umfaßt ferner einen Lösemitteltank 22, der vor­ zugsweise auf einem tieferen Niveau liegt als die Arbeitskam­ mer 10, so daß man keine Pumpe benötigt, um das Lösemittel aus der Arbeitskammer 10 in den Lösemitteltank 22 zu fördern. Vom Boden der Arbeitskammer 10 führt eine Lösemittelleitung 26 zum Tank 22; sie enthält ein Magnetventil 28 und in einem zu letzterem parallelen Bypass 30 ein Magnetventil 32 sowie ein Filter 34.

Vom unteren Bereich der Arbeitskammer 10 führt eine ein Mag­ netventil 40 enthaltende Luftleitung 42 zu einem als Lösemit­ tel-Kältefalle dienenden Kühler 44, und zwar zu dessen unte­ rem Bereich. Vom oberen Bereich dieses Kühlers führt eine ein Magnetventil 46 enthaltende Luftleitung 48 zu einer Vakuum­ pumpe 50, an deren Auslaß ein 3/2-Wegeventil 52 vorgesehen ist. Von diesem führt eine Luftleitung 54 zu einem als Fal­ tenbalg ausgebildeten Reinluft-Behälter 56, und von der Luft­ leitung 54 zweigt eine Luftleitung 58 ab, welche ein Magnet­ ventil 60 enthält und in den oberen Bereich der Arbeitskammer 10 mündet.

Ein zweiter Faltenbalg, nämlich ein Gebrauchtluft-Behälter 62 ist über eine ein Ventil 64 enthaltende Luftleitung 66 mit dem oberen Bereich des Lösemitteltanks 22 verbunden, und von der Luftleitung 66 zweigt vor dem Ventil 64 eine Luftleitung 68 ab, welche ein Magnetventil 70 enthält und gleichfalls in den oberen Bereich der Arbeitskammer 10 mündet. Ferner ist ein weiterer Auslaß des 3/2-Wegeventils 52 mittels einer Luftleitung 72 an einen Bereich der Luftleitung 66 ange­ schlossen, welcher zwischen dem Gebrauchtluft-Behälter 62 und dem Ventil 64 liegt.

Eine vom Boden des Kühlers 44 weg führende Kondensatleitung 76 enthält ein Magnetventil 78 und mündet zwischen dem Bypass 30 und dem Lösemitteltank 22 in die Lösemittelleitung 26 ein.

Im folgenden soll nun die erfindungsgemäße Wirkungsweise der in der Zeichnung dargestellten Anlage beschrieben werden.

Die Arbeitskammer 10 wird z. B. mit einem Warenkorb be­ schickt, in dem sich die zu reinigenden Teile befinden. Dann wird die Tür 14 geschlossen, worauf eine nicht dargestellte automatische Steuerung den folgenden Behandlungszyklus in Gang setzt.

Zunächst werden die Ventile 40 und 46 geöffnet und über das Ventil 52 wird der Ausgang der Vakuumpumpe 50 mit der Luft­ leitung 54 verbunden, worauf durch die Vakuumpumpe 50 bei abgeschaltetem Kühler 44 die Arbeitskammer 40 evakuiert, d. h. die in ihr enthaltene reine Luft in den Behälter 56 gepumpt wird. Ist in der Arbeitskammer 10 ein Enddruck von wenigen mbar erreicht, spricht der Vakuumfühler 20 an, worauf die Steuerung die Ventile 40 und 46 schließt und die Vakuum­ pumpe 50 abschaltet. Gleichzeitig oder zu einem späteren Zeitpunkt wird das 3/2-Wegeventil 52 so umgeschaltet, daß der Ausgang der Vakuumpumpe 50 mit der Luftleitung 72 in Verbin­ dung steht.

Nun wird durch die Steuerung das Ventil 28 geöffnet, gegebe­ nenfalls auch das Ventil 64, obwohl dieses bereits zuvor ge­ öffnet sein kann. Der in der Arbeitskammer 10 herrschende Unterdruck bewirkt nun, daß Lösemittel aus dem Tank 22 über die Lösemittelleitung 26 in die Arbeitskammer 10 gesaugt wird und diese zumindest weitgehend füllt. Gleichzeitig strömt über das offene Ventil 64 lösemitteldampfhaltige Luft, welche aus dem vorausgegangenen Behandlungszyklus stammt, aus dem Gebrauchtluft-Behälter 62 in den oberen Bereich des Lösemit­ teltanks 22. Nachdem die Arbeitskammer 10 mit Lösemittel ge­ flutet ist, spricht der Füllstandsfühler 18 an, worauf die Steuerung das Ventil 28 schließt und den eigentlichen Reini­ gungsvorgang in Gang setzt. Letzterer ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, und dem Stand der Technik lassen sich die unterschiedlichsten Ausgestaltungen des Reinigungs­ vorgangs entnehmen; so kann z. B. ein zu reinigendes Werk­ stück oder ein die zu reinigenden Teile enthaltender Waren­ korb im getauchten Zustand im Lösemittel rotiert werden oder eine Art Schaukelbewegung durchführen.

Nach Ablauf der Reinigungszeit öffnet die Steuerung die Ven­ tile 32 und 70, so daß aufgrund des Niveauunterschieds zwi­ schen Arbeitskammer 10 und Lösemitteltank 22 das Lösemittel aus der Arbeitskammer und durch das Filter 34 in den Lösemit­ teltank 22 zurückläuft; gleichzeitig strömt die lösemittel­ dampfhaltige Luft aus dem Tank 22 (gegebenenfalls auch noch aus dem Behälter 62) in die Arbeitskammer 10, bis der Füll­ standsfühler 16 das Entleeren der Arbeitskammer 10 vom Löse­ mittel meldet, worauf die Steuerung die Ventile 32 und 70 schließt.

Daraufhin setzt die Steuerung den Vorgang des Trocknens der gereinigten Werkstücke und des Auskondensierens von Lösemit­ tel in Gang. Zu diesem Zweck öffnet die Steuerung die Ventile 40, 46 und 70 (das Ventil 52 verbindet bereits den Ausgang der Vakuumpumpe 50 mit der Luftleitung 72) und schaltet den Kühler 44 und die Vakuumpumpe 50 ein. Die in der Arbeitskam­ mer 10 enthaltene Luft wird dann im Kreislauf geführt, und zwar über die Luftleitung 42, das Ventil 40, den Kühler 44, das Ventil 46, die Vakuumpumpe 50, das Ventil 52, die Luft­ leitung 72, einen Teil der Luftleitung 66, die Luftleitung 68 und das Ventil 70. Dabei wird ein Teil des von der Luft in Dampfform mitgeführten Lösemittels im Kühler 44 auskonden­ siert, und die Luft wird so lange im Kreislauf geführt, bis die Luft nur noch eine Lösemittel-Restkonzentration von ins­ besondere ca. 3.000 ppm enthält. Im Kühler 44 auskondensier­ tes Lösemittel kann dabei gegebenenfalls über das geöffnete Ventil 78 in den tieferliegenden Tank 22 ablaufen. Zur Er­ mittlung der Lösemittel-Konzentration, bei der dieser Vorgang abgeschaltet wird, kann in der Arbeitskammer 10 oder einer anderen Stelle des erwähnten Luftkreislaufs ein geeigneter Fühler vorgesehen sein.

Daraufhin schließt die Steuerung das Ventil 70, was zur Folge hat, daß die in der Arbeitskammer 10 enthaltene, noch mit Lösemitteldampf verunreinigte Luft unter Evakuieren der Ar­ beitskammer 10 durch die Vakuumpumpe 50 über die Luftleitun­ gen 72 und 66 in den Gebrauchtluft-Behälter 62 gefördert wird; hierbei kann das Ventil 64 offen sein, da infolge der Ausbildung des Behälters 62 als Faltenbalg die lösemittel­ dampfhaltige Luft praktisch drucklos in den Behälter 62 ge­ fördert werden kann.

Nach Erreichen des erwünschten und durch den Vakuumfühler 20 ermittelten Endvakuums in der Arbeitskammer 10 schließt die Steuerung das Ventil 40 und schaltet die Vakuumpumpe 50 ab, worauf das Ventil 60 durch die Steuerung geöffnet wird, was zur Folge hat, daß wegen des in der Arbeitskammer 10 herr­ schenden Unterdrucks die im Behälter 56 bevorratete reine Luft in die Arbeitskammer gesaugt wird; auch dabei wirkt es sich vorteilhaft aus, daß der Behälter 56 ein volumenverän­ derlicher Faltenbalg ist.

Auf diese Weise kann erreicht werden, daß die Lösemittel-Restkonzentration in der Arbeitskammer 10 nur noch beispiels­ weise 1 g Lösemittel pro m³ Luft beträgt.

Daraufhin öffnet die Steuerung automatisch die Tür 14, so daß das gereinigte und getrocknete Werkstück der Arbeitskammer 10 entnommen werden kann.

Nun kann mit der Behandlung der nächsten Charge begonnen werden.

Aus den vorstehenden Erläuterungen ergibt sich, daß sich mit der Arbeitskammer 10, der Vakuumpumpe 50 und den beiden Be­ hältern 56 und 62 unter Reduzierung der vorstehend beschrie­ benen Verfahrensschritte auch dann eine Emissionsminimierung erreichen läßt, wenn in der Arbeitskammer 10 nur gereinigt oder nur getrocknet wird.

Außerdem läßt die vorstehende Beschreibung erkennen, daß das Füllen der Arbeitskammer mit lösemitteldampfhaltiger Luft im Zuge der Entleerung der Arbeitskammer von Lösemittel nicht aus dem Tank 22 erfolgen muß, sondern auch aus dem Behälter 62 erfolgen kann, wenn der Tank 22 druckdicht ist und einem Unterdruck standhält.

Die von Zeit zu Zeit erforderliche Wiederaufbereitung des Lösemittels ist nicht Gegenstand dieser Erfindung und wurde deshalb in der Zeichnung nicht dargestellt. Sie kann z. B. durch Destillation des Lösemittels erfolgen.

Claims (14)

1. Verfahren zum chargenweisen Reinigen wenigstens eines Werkstücks mit einem organischen Lösemittel und/oder zum chargenweisen Trocknen eines derart gereinigten Werkstücks in einer druckdicht verschließbaren Arbeitskammer, bei dem nach dem Einbringen des zu behandelnden Werkstücks in die Arbeitskammer diese geschlossen, vor Beginn der Werkstückbehandlung die in der Arbeitskammer enthaltene reine Luft zumindest größtenteils aus der Arbeitskammer abgezogen, aus der Behandlung der vorausgegangenen Charge stammende bevor­ ratete lösemitteldampfhaltige Luft in die Arbeitskammer geleitet, das Werkstück in der Arbeitskammer behandelt und danach die in der Arbeitskammer enthaltene löse­ mitteldampfhaltige Luft mittels einer Vakuumpumpe zumindest größtenteils aus der Arbeitskammer abgezogen, durch Abkühlen teilweise von Lösemitteldämpfen befreit sowie dann bevorratet wird, worauf reine Luft in die Arbeitskammer geleitet und das Werkstück der geöffneten Arbeitskammer entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Arbeitskammer abgezogene lösemittel­ dampfhaltige Luft im Zuge der Verminderung ihres Löse­ mitteldampfgehalts lediglich abgekühlt wird und daß die so teilgereinigte Luft zur Bevorratung durch die Vakuumpumpe in einen volumenveränderlichen Behälter gefördert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vor Beginn der Werkstückbehandlung aus der Arbeits­ kammer abgezogene reine Luft zur Vermeidung des Hinzu­ tretens von Lösemitteldämpfen mittels einer zweiten Vakuumpumpe abgepumpt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vor Beginn der Werkstückbehandlung aus der Arbeits­ kammer abgezogene reine Luft in einem zweiten volumen­ veränderlichen Behälter bevorratet sowie nach Abschluß der Werkstückbehandlung und Abziehen der lösemittel­ dampfhaltigen Luft aus der Arbeitskammer wieder in die letztere eingeleitet wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Ar­ beitskammer enthaltene lösemitteldampfhaltige Luft vor ihrer Bevorratung zur teilweisen Befreiung von Lösemit­ teldämpfen in einem die Arbeitskammer enthaltenden Kreislauf geführt und dabei lediglich abgekühlt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einführen von der Reinigung des Werkstücks dienendem Lösemittel aus einem Lösemitteltank in die Arbeitskammer zu bevor­ ratende lösemitteldampfhaltige Luft in dem Lösemit­ teltank zwischengespeichert und nach dem Reinigen des Werkstücks bei der Rückführung des benutzten Lösemit­ tels in den Tank in die Arbeitskammer geleitet wird.

6. Anlage zum chargenweisen Reinigen wenigstens eines Werkstücks mit einem organischen Lösemittel und/oder zum chargenweisen Trocknen eines derart gereinigten Werkstücks in einer Arbeitskammer, welche mindestens eine Be- und Entladeöffnung besitzt und druckdicht verschließbar ist, mit wenigstens einem über mindestens ein Ventil an die Arbeitskammer angeschlossenen Speicherbehälter für mittels einer Vakuumpumpe aus der Arbeitskammer abgezogene lösemitteldampfhaltige Luft, sowie mit einem die Arbeitskammer, eine Kältefalle für Lösemitteldampf und ein Luftfördergerät enthaltenden Luftkreislauf zum Auskondensieren von Lösemitteldampf aus in der Arbeitskammer enthaltener lösemitteldampf­ haltiger Luft, von dem die Arbeitskammer mittels Ventilen abtrennbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter (62) als volumenveränderlicher Behälter und der Luftkreislauf (10, 42, 40, 44, 46, 50, 52, 72, 66, 68, 70) heizvorrichtungsfrei ausgebildet ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Überführen der lösemitteldampfhaltigen Luft aus der Arbeitskammer (10) in den Speicherbehälter (62) die­ nende Vakuumpumpe (50) auch das Luftfördergerät bildet.

8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abführen reiner Luft aus der Arbeitskammer eine zweite Vakuumpumpe vorgesehen ist.

9. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein als volumenveränderlicher Behälter ausgebilde­ ter zweiter Speicherbehälter (56) für reine Luft vorge­ sehen und über mindestens ein Ventil (40, 46, 52, 60) an die Arbeitskammer (10) angeschlossen ist und daß mindestens eine Vakuumpumpe (50) zum Evakuieren der Arbeitskammer (10) sowie zum Fördern des Gasinhalts der Arbeitskammer in den zweiten Speicherbehälter (56) vor­ gesehen ist.

10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß über wenigstens eine ein Ventil (28 bzw. 32) ent­ haltende Lösemittelzufuhr- und -ablaßleitung (26 bzw. 30) ein Lösemitteltank (22) mit der Arbeitskammer (10) verbunden ist, daß zum Einsaugen von Lösemittel aus dem Lösemitteltank (22) in die evakuierte Arbeitskammer (10) die Lösemittelzufuhrleitung (26) an den unteren Bereich des Lösemitteltanks (22) angeschlossen ist und daß zum Belüften des Lösemitteltanks (22) dieser über ein Ventil (64) mit lösemitteldampfhaltiger Luft be­ schickbar ist.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösemitteltank (22) über ein Ventil (64) mit dem ersten Speicherbehälter (62) verbunden ist.

12. Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich­ net, daß im oberen Bereich des Lösemitteltanks (22) eine Einlaßöffnung (66) für lösemitteldampfhaltige Luft vorgesehen ist.

13. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des Lösemitteltanks (22) eine Auslaßöffnung (66) für löse­ mitteldampfhaltige Luft vorgesehen ist, welche über ein Ventil (64, 70) mit der Arbeitskammer (10) in Verbin­ dung steht.

14. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter (56 bzw. 62) als Faltenbalgbehälter ausgebildet ist.