AT528581B1 - Vorrichtung zum Ausbringen eines Fluids, insbesondere eines Auftaumittels - Google Patents

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Ausbringen eines Fluids (1), insbesondere eines Auftaumittels, auf eine Oberfläche (2) umfassend einen einer Arbeitsmaschine zuordenbaren Tank (3), eine, wenigstens eine elektrische Niederdruckpumpe (4) umfassende, Pumpeinrichtung zum Ausbringen des Fluids (1) aus dem Tank (3) auf die Oberfläche (4) über Sprühdüsen (5) und eine Steuereinrichtung (6) zum Steuern der Ausbringung des Fluids (1) mittels der Pumpeinrichtung beschrieben. Zwecks Schaffung einer besonders kompakten Vorrichtung wird vorgeschlagen, dass der Tank (3) mit einer Trageinrichtung (7) als Anbaugerät (8) für eine Arbeitsmaschine ausgebildet ist, wobei die Trageinrichtung (7) mit einer einer Arbeitsmaschine zugeordneten Kupplungseinrichtung (9) lösbar verbindbar ist und mit einem dem Anbaugerät (8) zugeordneten Stromanschluss (10), der zur Energieversorgung des Anbaugerätes (8) lösbar mit einer Energiekupplung (11) einer Arbeitsmaschine verbindbar ist. Eine an die Niederdruckpumpe (4) angeschlossene Abzweigleitung (14) mündet zum Umwälzen, Durchmischen und damit Homogenisieren des Fluids (1) im Tank (1), in den Tank (1) bodennahe zurück.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ausbringen eines Fluids, nämlich eines Auftaumittels, auf eine Oberfläche umfassend einen einer Arbeitsmaschine zuordenbaren Tank, Sprühdüsen, eine, wenigstens eine elektrische Niederdruckpumpe umfassende, Pumpeinrichtung zum Ausbringen des Fluids aus dem Tank auf die Oberfläche über die Sprühdüsen und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Ausbringung des Fluids mittels der Pumpeinrichtung.

[0002] Bei Temperaturen rund um den Gefrierpunkt von Wasser und darunter werden insbesondere auf höherrangigen Straßen Auftaumittel, insbesondere Salzlösungen (Sole), auf die Fahrbahn aufgebracht, um ein Vereisen von Straßen zu verhindern und somit die Befahrbarkeit sicherzustellen. Der Betrieb bekannter Sprühsysteme erfordert hohe elektrische und/oder mechanische Energie, um eine oder mehrere Pumpen anzutreiben.

[0003] Aus der US20240301643A1 ist eine Vorrichtung zum Aufsprühen von Auftaumitteln, Dünger und Wasser auf Bodenflächen bekannt. Dazu ist ein Tank vorgesehen, von dem aus mehreren Sprühdüsen mittels einer Pumpe mit Auftaumitteln od. dgl. versorgt werden. Die Pumpe ist von einem Elektromotor mit variabler Drehzahl angetrieben, um unterschiedliche Flüssigkeitsdurchflussraten durch das System realisieren zu können. Zum Betreiben des Elektromotors und einer Steuerung ist eine unabhängige elektrische Energiequelle vorgesehen. Die Vorrichtung ist so konzipiert, dass sie energieeffizient und selbstversorgend, z. B. mit eingebauten wiederaufladbaren Batterien, ausgestattet ist, also nicht auf das Fahrzeug als Energiequelle angewiesen ist. Die Sprühdüsen sind so konfiguriert, dass sie eine Flüssigkeit durch die Auslassöffnungen mit variablen Durchflussraten in Abhängigkeit von der Drehzahl des Elektromotors ausgeben.

[0004] DK2313185T3 offenbart eine weitere Vorrichtung zur Herstellung einer wässrigen Salzlösung, insbesondere zur Verwendung als Oberflächenenteiser. Die Sprühdüsen können mit 5 bis 20 bar beaufschlagt werden. Die Vorrichtung umfasst einen Behälter zur Aufnahme der Salzl6sung und eine Zirkulationsvorrichtung zur Lösung des Salzes. Es wird auch eine Vorrichtung zum Verteilen der Salzlösung auf einer Oberfläche offenbart, die eine Vielzahl von Geradstrahldüsen umfasst, welche die Salzlösung auf die Oberfläche aufbringen.

[0005] Eine tragbare Tanksprüheinheit, die abnehmbar auf einem kleinen Rasenmähertraktor montiert ist offenbart beispielsweise die US 4 725 004 A. Diese umfasst einen Rahmen zur Aufnahme eines Tanks, der eine Trageinrichtung bildet, um den Rahmen mit dem Heck des Traktors zu verbinden. Ein vom Rahmen getragenes Sprühsystem, das eine elektrische Pumpe umfasst, deren Ansaugleitung mit dem Tank verbunden ist und eine Auslassleitung aufweist, wobei die Pumpe von der Traktorbatterie mit Strom versorgt wird, einen Druckregler mit einem Einlass von der Auslassleitung und einem Auslass, der eine Hauptströmungsleitung bildet und eine Vielzahl von Sprühdüsen und Mittel zum Verbinden der Hauptströmungsleitung mit der Vielzahl einzelner Sprühdüsen.

[0006] Nachteilig am Stand der Technik ist es, dass es in Folge des Eigengewichtes der Vorrichtungen stets auf LKW-Fahrgestellen aufgebaute Spezialmaschinen braucht, die eine entsprechende Größe aufweisen und damit nicht für den Einsatz auf niederrangigen Wegen, insbesondere auch Gehwegen, geeignet sind. Zudem benötigen die Pumpen für derartige Systeme viel Energie und daher üblicherweise eine eigene Energieversorgung, gegebenenfalls über einen Nebenantrieb einer Verbrennungskraftmaschine.

[0007] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ausbringen von Fluiden, nämlich Auftaumitteln, auf eine Oberfläche so auszugestalten, dass diese möglichst universell einsetzbar ist, also zur Nachrüstbarkeit von Kleinmaschinen geeignet ist, ohne die Qualität der Salzlösungsausbringung zu verschlechtern.

[0008] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Tank mit einer Trageinrichtung als Anbaugerät für eine Arbeitsmaschine ausgebildet ist, wobei die Trageinrichtung mit einer einer Arbeitsmaschine zugeordneten Kupplungseinrichtung lösbar verbindbar ist und mit einem dem Anbaugerät zugeordneten Stromanschluss, der zur Energieversorgung des Anbaugerätes lösbar

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mit einer Energiekupplung einer Arbeitsmaschine verbindbar ist und dass die elektrische Niederdruckpumpe hydraulisch über wenigstens ein Ventil und eine Sprühleitung einerseits an die Sprühdüsen und anderseits an wenigstens eine Abzweigleitung angeschlossen ist, wobei die Abzweigleitung zum Umwälzen, Durchmischen und damit Homogenisieren des Fluids mittels der der Niederdruckpumpe im Tank, in den Tank bodennahe zurückmündet.

[0009] Damit ist die Erfindungsgemäße Vorrichtung zu einem Anbau an jede Standard-Arbeitsmaschine geeignet. Arbeitsmaschinen können Traktoren, insbesondere auch Kleintaktoren, Rasenmähertraktoren, Kraftfahrzeuge od. dgl. sein. Da der Tank mit einer Trageinrichtung als Anbaugerät für eine Arbeitsmaschine ausgebildet ist kann er bei entsprechender Ausbildung der Trageinrichtung einfach an einer Dreipunktaufhängung und/oder einer Anhängerkupplung der Arbeitsmaschine aufgehängt werden. Die Trageinrichtung ist entweder von einem Traggerüst für den Tank gebildet oder direkt an den Tank, insbesondere ein gewichtssparender Kunststofftank, angesetzt sein. Besonders kleinere erfindungsgemäße Vorrichtungen können in Folge des geringen Gewichtes des leeren Tanks problemlos von Hand auf einer Anhängerkupplung, analog zu Fahrradträgern, aufgehängt werden, womit beispielsweise Hauszufahrten oder Privatstraßen enteist werden können. Sind größere Wegstrecken, insbesondere auch auf Gehwegen, zu enteisen kommen beispielsweise Klein-Traktoren zum Einsatz. Die Energieversorgung des Anbaugerätes erfolgt ausschließlich elektrisch über Standard-Energiekupplungen der Arbeitsmaschinen, also über Anhängerstecker, die üblicherweise mit 20A bei 12V abgesichert sind, was zum Betrieb der Niederdruckpumpe ausreicht. Eine zusätzliche Energiequelle, wie zusätzliche Batterie oder ein Stromaggregat ist nicht erforderlich. Die Niederdruckpumpe hat einen Nenndruck von rund 2bar (1,5 bis 3bar) und fördert das Fluid bei Bedarf über eine Sprühleitung zu den Sprühdüsen. In dieser Sprühleitung ist vorzugsweise ein Rückschlagventil angeordnet, das einen Öffnungsdruck (beispielsweise von 0,1 bis 0,2 bar) aufweist, der ein unbeabsichtigtes Auslaufen des Fluides aus dem Tank infolge der üblicherweise unter dem Fluidlevel des Tanks liegenden Sprühdüsen bei abgeschalteter Niederdruckpumpe verhindert. Zur Befüllung des Tanks werden Wasser und gegebenenfalls Salz in den Tank über entsprechende Öffnungen aufgegeben.

[0010] Die elektrische Niederdruckpumpe ist hydraulisch einerseits über die Sprühleitung und vorzugsweise über wenigstens ein Ventil an die Sprühdüsen und anderseits an wenigstens eine Abzweigleitung angeschlossen. Grundsätzlich kann jede Leitung, also die Sprühleitung und die Abzweigleitung mit einem Ventil ausgestattet sein. Einfache Verhältnisse ergeben sich, wenn lediglich ein 3-Wegeventil vorgesehen ist, mit dem die Fluidverteilung zwischen Sprühleitung und Abzweigleitung vorzugsweise stufenlos mittels der Steuereinrichtung einstellbar ist. Die Abzweigleitung kann zum Rückspülen, Entleeren und gegebenfalls zum Anschließen einer Zusatzsprüheinrichtung vorgesehen sein.

[0011] Erfindungsgemäß mündet die Abzweigleitung zum Umwälzen des Fluids im Tank mittels der Niederdruckpumpe in den Tank, bodennahe, zurück. An die Abzweigleitung kann eine Zusatzsprüheinrichtung, insbesondere eine Sprühlanze, angeschlossen sein. Damit kann die Sole vor einem Ausbringen durchmischt und damit homogenisiert werden. Auch ein Auskristallisieren der Salze kann damit verhindert werden. Optional kann eine zusätzliche Mischeinrichtung beispielsweise in Form eines Rührwerkes, mit externer Spannungsversorgung in den Tank eingesetzt werden, um eine schnellere Homogenisierung der Sole nach einem Befüllen des Tanks zu erreichen. Mittels der Zusatzsprüheinrichtung, insbesondere der Sprühlanze, kann die Vorrichtung nach einem Einstellen der Ventile bzw. des Ventils auch für manuelle Eisbekämpfung (Bewässerung) auf Stiegen, nicht befahrbaren Wegen genutzt werden.

[0012] Besonders einfache, mit wenigen Bauteilen auskommende Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn an die Abzweigleitung zum Umwälzen des Fluids mittels der Niederdruckpumpe eine Rückspülleitung über eine Schnellkupplung anschließbar ist, die an ein behälterbodennahes Rückspülventil über eine Schnellkupplung anschließbar ist und/oder dass an die Abzweigleitung die Zusatzsprüheinrichtung über eine Schnellkupplung angeschlossen ist. Das Rückspülventil, insbesondere ein Rückschlagventil, kann auch zur Befüllung des Tanks verwendet werden. Dazu ist in einem einfachen Fall lediglich ein Gartenschlauch mittels Schnellkupplung an das Rückspülventil anzuschließen. Zur Rückspülung ist ein kurzes Schlauchstück mit Schnellkupplungen an

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Abzweigleitung und Rückspülventil anschließbar.

[0013] Um die Vorrichtung in einfacher Weise von einem Fahrzeug aus bedienen zu können, wird vorgeschlagen, ein Bediengerät zur Vorgabe von Betriebsparametern vorzusehen, das mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Die Verbindung erfolgt über ein Verbindungskabel, Funknetz od. dgl.. Das Bediengerät kann ein Handgerät, ein Mobiltelefon oder ein Tablet mit entsprechender App sein. Vorzugsweise steuert die Steuereinrichtung die Niederdruckpumpe und gegebenenfalls Ventile in Abhängigkeit der Betriebsparametervorgaben an.

[0014] Die, insbesondere in ein Verteilerprofil beabstandet eingesetzten, Sprühdüsen weisen vorzugsweise einen Düsendurchmesser von 2,5 bis 4,5, insbesondere von 3 bis 4 und besonders bevorzugt von 3,6mm Durchmesser auf. Damit ist sichergestellt, dass die Sprühdüsen einen gewissen, eine Verstopfung durch ungelöste Salzkristalle vermeidenden Durchmesser aufweisen, die auch bei Betrieb mit der Niederdruckpumpe nicht verstopfen. Die eingesetzten Sprühdüsen können einen Betriebsdruck von 0,2-2bar aufweisen. Dies ergibt den Vorteil, dass mit niedrigem Druck eine saubere flächendeckende Aufbringung der Sole auf eine zu behandelnde Oberfläche möglich ist. Ein übliches Salzkorn (NaCl) weist eine Korngröße von kleiner als 1mm auf.

[0015] Für eine flächendeckende Ausbringung des Fluids aus den Sprühdüsen ist es von Vorteil, wenn die, insbesondere in ein Verteilerprofil beabstandet eingesetzten, Sprühdüsen einen Sprühwinkel von 65 Grad aufweisen. Das Verteilerprofil erstreckt sich insbesondere über die Anbaugerätebreite und gegebenenfalls auch darüber hinaus, um die gewünschte Bearbeitungsbreite bei einem Verfahren mit der Arbeitsmaschine zu erzielen.

[0016] Dem Steuergerät kann ein GPS-Empfänger zugeordnet sein, womit zurückgelegte Wegstrecken in der Steuereinheit abgespeichert und damit dokumentiert werden können. Zudem kann das Steuergerät die Ausbringmenge an Fluid in Abhängigkeit der aus GPS-Daten berechneten Fahrgeschwindigkeit vorgeben und gegebenenfalls ebenfalls mitprotokollieren. Die Steuerung der Ausbringmenge erfolgt durch Vorgabe von Ventilstellungen und Pumpendruck in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit.

[0017] Der Steuereinrichtung kann ein Salzgehaltsensor zum Bestimmen des Salzgehalts des Fluids zugeordnet sein. Die Steuereinrichtung kann damit die Soleabgabe sperren, wenn keine ausreichende Solekonzetration bei einer vorherrschenden Umgebungstemperatur vorliegt.

[0018] Je nach Arbeitsgerät kann das Anbaugerät Tankgrößen von 50-3000I aufweisen, was einem Anbaugerätegewicht von rund 60kg-3200kg entspricht. Die Vorrichtung kann damit im Winterdienst zur Enteisung und im Sommerdienst zur Bewässerung eingesetzt werden.

[0019] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

[0020] Fig. 1 schematische Vorrichtung zum Ausbringen eines Fluids in teilgeschnittener Seitenansicht und

[0021] Fig. 2 die Vorrichtung aus Fig. 1 in Rückansicht.

[0022] Die Vorrichtung zum Ausbringen eines Fluids 1, insbesondere eines Auftaumittels, auf eine Oberfläche 2 umfasst einen, einer nicht näher dargestellten Arbeitsmaschine zuordenbaren Tank 3, eine, wenigstens eine elektrische Niederdruckpumpe 4 umfassende, Pumpeinrichtung zum Ausbringen des Fluids 1 aus dem Tank 3 auf die Oberfläche 4 über Sprühdüsen 5 und eine Steuereinrichtung 6 zum Steuern der Ausbringung des Fluids 1 mittels der Pumpeinrichtung.

[0023] Der Tank 3 ist mit einer Trageinrichtung 7 als Anbaugerät 8 für eine Arbeitsmaschine ausgebildet, wobei die Trageinrichtung 7 mit einer der nicht näher dargestellten Arbeitsmaschine zugeordneten Kupplungseinrichtung 9, beispielsweise einer Anhängerkupplung, einer Dreipunktkupplung od. dgl., lösbar verbindbar ist. Dem Anbaugerät 8 ist ein Stromanschluss 10 zugeordnet, der zur Energieversorgung des Anbaugerätes 8 lösbar mit einer Energiekupplung 11 der Arbeitsmaschine verbindbar ist.

[0024] Die elektrische Niederdruckpumpe 4 ist hydraulisch über wenigstens ein Ventil 12 und eine Sprühleitung 13 einerseits an die Sprühdüsen 5 und/oder anderseits an wenigstens eine

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Abzweigleitung 14 angeschlossen. Die Abzweigleitung 14 zum Umwälzen des Fluids mittels der der Niederdruckpumpe 4 im Tank 3 mündet in den Tank 3, vorzugsweise bodennahe, zurück. An eine Abzweigleitung 14 kann eine Zusatzsprüheinrichtung, insbesondere eine Sprühlanze 15, angeschlossen sein.

[0025] An die Abzweigleitung 14 zum Umwälzen des Fluids 1 mittels der Niederdruckpumpe 4 kann eine Rückspülleitung 16 über eine Schnellkupplung 17 anschließbar sein, die an ein behälterbodennahes Rückspülventil 18, insbesondere ein Rückschlagventil, über eine Schnellkupplung 17 anschließbar ist.

[0026] Zur Vorgabe von Betriebsparametern durch einen Bediener kann ein mit der Steuereinrichtung 6 verbundenes Bediengerät 18 vorgesehen sein, wobei die Steuereinrichtung 6 in Abhängigkeit der Betriebsparametervorgaben die Niederdruckpumpe 4 und gegebenenfalls Ventile 12 ansteuert.

[0027] Die, insbesondere in ein Verteilerprofil 19 beabstandet eingesetzten, Sprühdüsen 5 weisen insbesondere einen Düsendurchmesser von 2,5 bis 4,5, insbesondere von 3 bis 4 und besonders bevorzugt von 3,6mm Durchmesser und einen Sprühwinkel von 65° auf.

[0028] Dem Steuergerät kann ein GPS-Empfänger GPS zugeordnet sein und das Steuergerät kann die Ausbringmenge an Fluid vorzugsweise in Abhängigkeit der aus GPS-Daten berechneten Fahrgeschwindigkeit vorgeben. Zudem kann der Steuereinrichtung ein Salzgehaltsensor 20 zum Bestimmen des Salzgehalts des Fluids und ein Drucksensor 21 zur Messung des Druckes in der Sprühleitung 13 zugeordnet sein. Der Vorrichtung kann ein Betriebswarnlicht 22 zugeordnet sein.

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Claims (8)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Ausbringen eines Fluids (1), nämlich eines Auftaumittels, auf eine Oberfläche (2) umfassend einen einer Arbeitsmaschine zuordenbaren Tank (3), Sprühdüsen (5), eine, wenigstens eine elektrische Niederdruckpumpe (4) umfassende, Pumpeinrichtung zum Ausbringen des Fluids (1) aus dem Tank (3) auf die Oberfläche (4) über die Sprühdüsen (5) und eine Steuereinrichtung (6) zum Steuern der Ausbringung des Fluids (1) mittels der Pumpeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (3) mit einer Trageinrichtung (7) als Anbaugerät (8) für eine Arbeitsmaschine ausgebildet ist, wobei die Trageinrichtung (7) mit einer einer Arbeitsmaschine zugeordneten Kupplungseinrichtung (9) lösbar verbindbar ist und dass dem Anbaugerät (8) ein Stromanschluss (10) zugeordnet ist, der zur Energieversorgung des Anbaugerätes (8) lösbar mit einer Energiekupplung (11) einer Arbeitsmaschine verbindbar ist und dass die elektrische Niederdruckpumpe (4) hydraulisch über wenigstens ein Ventil (12) und eine Sprühleitung (13) einerseits an die Sprühdüsen (5) und anderseits an wenigstens eine Abzweigleitung (14) angeschlossen ist, wobei die Abzweigleitung (14) zum Umwälzen, Durchmischen und damit Homogenisieren des Fluids (1) mittels der der Niederdruckpumpe (4) im Tank (1), in den Tank (1) bodennahe zurückmündet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an die Abzweigleitung (14) eine Zusatzsprüheinrichtung, insbesondere eine Sprühlanze (15), angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an die Abzweigleitung (14) zum Umwälzen des Fluids mittels der Niederdruckpumpe (4) einerseits eine Rückspülleitung (16) über eine Schnellkupplung (17) anschließbar ist, die an ein behälterbodennahes Rückspülventil (18) über eine Schnellkupplung (17) anschließbar ist und/oder dass an die Abzweigleitung (14) die Zusatzsprüheinrichtung über eine Schnellkupplung (17) angeschlossen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Steuereinrichtung (6) verbundenes Bediengerät (18) zur Vorgabe von Betriebsparametern vorgesehen ist, wobei die Steuereinrichtung (6) in Abhängigkeit der Betriebsparametervorgaben die Niederdruckpumpe (4) und gegebenenfalls Ventile (12) ansteuert.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die, insbesondere ein Verteilerprofil (19) beabstandet eingesetzten, Sprühdüsen (5) einen Düsendurchmesser von 2,5 bis 4,5, insbesondere von 3 bis 4 und besonders bevorzugt von 3,6mm Durchmesser aufweisen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die, insbesondere ein Verteilerprofil (19) beabstandet eingesetzten, Sprühdüsen (5) einen Sprühwinkel von 65 Grad aufweisen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Steuergerät (6) ein GPS-Empfänger (GPS) zugeordnet ist und dass das Steuergerät (6) die Ausbringmenge an Fluid (1) vorzugsweise in Abhängigkeit der aus GPS-Daten berechneten Fahrgeschwindigkeit vorgibt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereinrichtung (6) ein Salzgehaltsensor (20) zum Bestimmen des Salzgehalts des Fluids (1) zugeordnet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen