CN107532404A - 具有流转向的吸泥机以及用于控制其的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吸泥机(01)，其包括：吸入软管(02)，所述吸入软管具有吸入口(03)，用于借助于快速流动的空气流，气动地接收固态的或液态的吸入料(04)。此外，吸泥机具有：用于将吸入料(04)从空气流中分离的分离器(07)；用于清洁空气流的过滤单元(08)；用于产生空气流的通风机单元(06)；和回流通道(13)，所述回流通道经由可控制体积的回流孔与通风机单元(06)的压力侧(10)连接。根据本发明，设有可控制体积的补加空气孔(16)，所述补加空气孔沿流动方向位于过滤单元(08)下游，能够实现将补加空气(17)从周围环境中输送至通风机单元(06)的吸入侧(09)。回流通道(13)能够流体耦联到吸入软管(02)上，以便在回流通道(13)中产生过压，以将回流空气通过吸入软管(02)吹出。本发明还涉及一种用于控制这种吸泥机的方法。

Description

具有流转向的吸泥机以及用于控制其的方法

技术领域

本发明涉及一种吸泥机，其用于借助于在吸入管路中快速流动的吸入空气流，气动地接收固态的或液态的吸入材料。此外，本发明涉及一种用于控制这种吸泥机的方法。

背景技术

DE 38 24 710C2示出一种设备，所述设备适合于从地面吸入粒状材料，以便清洁地面。从产生吸入空气流的风扇的压力侧分出吹扫空气流，所述吹扫空气流经由独立的通道定向到位于地面上的粒状材料上。

从DE 33 18 756C2中已知一种用于借助于风扇引起的吸入空气流接收废料的装置。为了使废料脱离地面，在分开的通道中将由风扇产生的空气流的回流的部分用作吹扫流。

EP 1 211 354A2描述了一种用于从石材松散材料中清洗轻的和小块的污染物的方法。为此使用吸泥机，所述吸泥机具有吸入管道，所述吸入管道经由锅炉连接到吸入泵上。空气流量在吸入管道中设定为，使得石材松散材料保持悬浮，而将较轻的污染物吸出。通过暂时减小吸出的空气流量，然后再放下已清洗的石材。

在市场上存在的所有吸泥机中，径流式通风机产生大的、非常快速流动的空气流，所述空气流将待接收的材料(随后也称作吸入料)一起继续输送，所述材料位于吸入软管的吸入口的区域中。然而，快速流动的吸入空气流在冰点的温度下造成吸泥机的部件的快速冷却，所述部件沿流向设置通风机上游。因此，在温度低时，吸泥机的导气部件可能冻住。此外，潮湿的吸入料例如可能在吸入软管中或在分离器中冻住。同样，在下游的过滤设施中所使用的微滤器可能冻结，这造成吸入空气流的大幅减少，进而造成传送速率的大幅减小。

从FR 2 286 772中已知一种装置，所述装置将在真空泵中压缩的空气在分开的通道中导回到吸入口处。在此，引回的空气的热量也能够用于使结冰的材料解冻。

DE 10 2010 060 973A1示出一种用于吸泥机的吸入风扇的控制方法，其中吸入风扇经由传动系由内燃机驱动。吸入风扇是由第一和至少一个另外的径流式通风机构成的装置。在第一通风机的吸入管路和另一通风机的排气管路之间设置有旁通管路。在旁通管路中存在自身控制的或外部控制的旁通瓣膜，所述旁通瓣膜在打开的状态中能够实现将传送的空气流部分地引回，并且在正常运行中是关闭的。

最后，从WO 2015/024558A1中已知一种吸泥机，所述吸泥机以已知的方式包括吸入软管，所述吸入软管具有吸入口，所述吸入口用于借助于快速流动的吸入空气流，气动地接收吸入料。此外，设有分离器以及过滤设施，所述分离器用于从空气流中分离吸入料，而所述过滤设施用于清洗空气流。通风机产生吸入空气流。通风机的吸入侧与过滤设施的输出端连接，并且压力侧连接到排气通道上。排气通道经由排气孔通入周围环境中。此外，能够经由回流通道将一部分的排气流引向吸泥机的内部部件，尤其引回分离器，以便在该处加热分离的吸入料。同样，回流通道的分段与吸入软管分开地延伸至吸入口附近，以便将加热的排气引向其中。然而，这个现有的吸泥机的存在的缺点在于，为了加热要接收的吸入料而必须将自身的通道引导至吸入口。因为可由通风机产生的压力在回流通道中不高，所以所述通道必须以相对大的横截面引导至吸入口，这不仅提高吸泥机的成本而且尤其使吸入软管的操作变得困难。此外，还存在如下风险，当环境温度低时，吸入的吸入料在吸入软管中再次冻住。

发明内容

基于WO 2015/024558A1，本发明的目的在于，提供一种进一步改进的吸泥机，其中能够避免在吸入软管中冻结或使冻结逆转，而因此不需要昂贵的加热元件。此外致力于，能够完全地弃用延伸至吸入口的分开的回流通道的安装，或者至少需要较小横截面的回流通道。另一目的在于，描述了一种用于改善地控制这种吸泥机的方法。

所述目的首先通过根据权利要求1的吸泥机实现。

根据本发明的吸泥机首先至少具有下述部件：具有吸入口的吸入软管用于通过将快速流动的吸入空气流穿过吸入软管吸取的方式，气动地接收固态的或液态的吸入料，所述吸入软管将在吸入口附近的吸入料吸走。将具有所接收吸入料的空气流输送给分离器，在所述分离器处流动速度由于在流动路径中的横截面扩展而大幅减少，以便从空气流中分离和收集吸入料的粗重组分。空气流然后输送给过滤单元，所述过滤单元沿流动方向位于分离器下游，以清洗空气流。过滤单元优选由多个过滤级组成，并且适配为通常包含在吸入料中的部件。通风机用于产生空气流。优选地，使用两个或更多个径流式通风机，所述径流式通风机特别优选依次流体连接，以便实现在吸入空气流中的大的负压，进而实现在吸入空气流中的高流动速度。通风机单元的吸入侧与过滤设施的输出端连通，而压力侧连接到排气通道上。排气通道在排气孔处通入周围环境中，以便至少在正常的运行状态(吸入模式)中将排气向外送出。回流通道经由可控制体积的回流孔与通风机单元的压力侧，优选连接到排气通道的区域。优选地，回流通道通入分离器中，以便将废气流的部分引回到该处。在修改的实施例中，经由回流通道能够将加热的排气作为回流空气也引导到吸泥机的其他部件上。

本发明的特征在于，在吸泥机上设有可控制体积的补加空气孔，所述补加空气孔使得沿流动方向在过滤单元的下游能够将补加空气从周围环境中输送至通风机单元的吸入侧。因此，当吸入软管例如由于结冰而应完全关闭时，也能够由通风机单元将附加的环境空气经由补加空气孔吸入。同时，在根据本发明的吸泥机中，能控制经由回流通道引回的排气(回流空气)和经由排气孔送出到环境中的排气之间的比例，这优选通过导流元件、节流元件等来控制。由此，首先能够在回流通道中产生过压，并且如果所述回流通道与分离器流体连接，那么也在分离器中产生过压，通过通风机将经由补加空气孔吸入的补加空气冷凝并且引回的方式产生过压。所述压力提高最终能够用于使在吸入通道中的流动方向倒转，以至于将排气通过吸入软管吹送至吸入口。在最简单的情况下，在分离器中产生过压，所述分离器直接与吸入软管流体连通。在一个修改的实施方例中，回流通道也能够经由相应的导流机构，例如转向瓣膜，连接到吸入软管上。

在此要确定，通过能量输入来加热可能由通风机多次循环的空气量，以至于在具有过压的回流通道或分离器中存在的回流空气具有比环境空气明显更高的温度(例如高于环境空气大约20至40K)进而能够用于在低的外部温度下加热吸入软管。

优选地，补加空气孔配设有可调节的补加调节系统，所述补加调节系统优选构成为补加空气瓣膜，借助于所述补加空气瓣膜实现将冷的外部空气有针对性地、可调整地混合进入空气流中。通过受调节地吸入冷的外部空气，可以调整在吸泥机中的空气流的温度和保持其恒定。这尤其在形成产生高温的流体短路时是有利的。

根据一个优选的实施例，吸泥机具有另外的空气引导通道和导流机构，以便将热能用于加热位于通风机上游的部件，所述热能通过将空气在穿过通风机单元时压缩来产生。

通风机单元优选是径流式通风机、轴流式通风机或其他构型的压缩机。特别优选地，多个同类型的或彼此不同类型的通风机能够串联或并联连接。

在吸泥机的一个优选的实施方案中，回流通道伸展至分离器，在所述分离器上连接有吸入软管，以便将回流空气在所述路径上压入吸入软管中。

优选地，回流通道在用于排气的关闭和/或转向系统上游起始，并且设计为，使得能够将加热的空气选择性地导回至位于通风机上游的部件。此外，在回流通道中设有流动调整机构，所述流动调整机构释放或阻挡加热的空气流，并且能够将所述空气流有针对性地输送给单个部件。回流通道优选具有多个输出端。输出端与导流的和/或截流的机构(概括地称为流动调整机构)相关联，用于一个或多个部件的通风，以至于能够将一个或多个部件受控地进行通风。回流通道能够具有不同的横截面和尺寸，还能够沿着回流通道的伸展改变。在其他实施方案中，回流通道也能够分开地构成以及整个地或局部地由多个单通道构成。

吸泥机的一个特别的实施例允许在短路模式中的运行。在此，至少将排气孔分开，也就是说中断排气的输出，以至于由通风机产生的流仅在吸泥机内部流过分别连接的部件。在最简单的情况下，空气仅通过过滤单元和通风机传送，其中例如造成空气的快速加热，以便融化结冰的过滤分段。在短路流中，如果在该处需要热量，那么能够在需要时考虑分离器。对此不需要关闭吸入软管(尽管是可能的)，因为当空气不能经由排气孔送出时不进行吸入。

再循环的空气量可经由用于通风机的排气的受控的关闭和/或转向系统来调整。根据用于排气的关闭和/或转向系统的操纵状态，换言之与流动调整机构的选择的状态相关地，可以引起流体短路进而也引起热短路，以至于采用所谓的短路模式。

为了避免通过空气流的高温损坏吸泥机，可有利地通过评估来自温度传感器的测量值控制用于通风机的排气的关闭和/或转向系统。

回流通道的输出端例如能够构成为在回流通道的外壁中的孔或缝隙。与这些输出端分别关联有流动调整机构。流动调整机构的操纵能够机械地、电动地、液压地或气动地实现，并且通过控制装置监控和触发。除了计算机支持的或基于调节回路的操纵以外，操纵也能够是手动实现的。

在一个特别的实施例中，并联空气管路能够连接到回流通道上，所述并联空气管路平行于吸入软管来布线，并且距吸入口短距离地终止。并联空气管路的输出端的定向和间距选择为，使得在回流通道中引导的回流空气的从输出端排出的部分至少部分地再经由吸入口吸入，并且再输送给吸泥机。通过这种设计，热的回流空气的部分可传导至吸入口上游，并且在吸泥机的运行中大部分地再吸入到吸入软管中。考虑到不同的环境温度和吸泥机的工作条件，输出端与吸入口的间距能够是可调整的。

本发明还提供根据所附的权利要求8的一种用于控制吸泥机的方法。

根据本发明的方法的特征首先在于，吸泥机能够以至少两种不同的运行模式运行。

在一个吸入模式中，激活通风机单元用于产生空气流，并且将流动调整机构设定为，使得空气流在吸入流动路径上流动。吸入流动路径在吸入软管的吸入口处起始，以便在该处接收吸入料；流动至分离器，在所述分离器处分离大部分的吸入料；然后继续穿过过滤单元，到达通风机单元并且从该处流至排气孔，以便将清洁后的废气送出至周围环境中。在吸入模式中，排气孔打开，所有回流瓣膜(是流动调整机构的部件)以及补加空气瓣膜优选完全地关闭。

在吹回模式中，还激活通风机单元用于产生空气流，并且将流动调整机构设定为，使得空气流至少部分地在吹回路径上流动。吹回路径在补加空气孔处起始，在所述补加空气孔处从环境中吸入补加空气。此外，补加空气孔沿流动方向设置在通风机的吸入侧上游和过滤单元下游的位置处。补加空气路径还经过通风机单元，伸展到回流通道中直至吸入软管及其吸入口。通过吸入补加空气，在回流通道中产生过压，而不必为此改变通风机的旋转方向。将通过通风机单元加热的回流空气压入吸入软管中，进而在需要时将热量运输至吸入口，而不必为此将单独的软管平行于吸入软管来布线。

根据一个优选的实施例，所述方法能够实现另一运行模式，短路模式。在短路模式中同样激活通风机单元用于产生空气流，并且将流动调整机构设定为，使得空气流至少部分地或完全地在封闭的短路流动路径上流动。短路流动路径至少穿过过滤单元延伸到通风机单元，并且从此伸展回至过滤单元。然而，短路流动路径也能够包括分离器和/或其他通道或部件的空间。在此重要的是，没有空气从外部输送或向外送出。由此，能够将由通风机引入的能量用于快速地加热循环的空气，尤其当吸泥机的各个部件必须快速加热时。

尤其当即将发生或发生部件的结冰时，需要短路模式。在所述运行方式中，排气孔是关闭的以及一个或多个回流瓣膜是打开的，以便开启回流通道。无论如何，补加空气瓣膜在开始时同样是关闭的。位于车辆中的空气量重复地通过通风机传送，并且在每次穿过时得到压缩形式的热能输入。由此，空气的温度快速升高。所述过程能够称作加热阶段。在一个有利的实施例中，借助于传感器持续地控制达到的温度。

上述吹回模式优选以短路模式为出发点激活。在达到预设的最大温度时，还能够打开补加空气孔，所述补加空气孔优选靠近通风机的吸入侧安装。在所述状态中，经过补加空气孔的流动阻力小于吸泥机的内部的空气量的循环阻力。因此，对于内部的空气量的循环，附加地吸入附加的量的环境空气。所述环境空气与循环的热短路空气流混合。因为排气孔是关闭的并且内部的空气量不变，所以将回流空气流运输到吸入管路中。

根据一个优选的实施例，还能够选择具有加热功能的吸入模式。所述吸入模式允许降低功率的吸入运行并且允许同时加热内部的部件。由于通风机单元的性能好，在正常的吸入模式中(参见上文)在吸入软管中或在吸入口处达到如下空气速度，所述空气速度在多种应用情况下明显高于对于运输吸入料所需的值。在具有加热功能的吸入模式中，在通风机功率恒定时，将在吸入软管中的空气量进而还有空气速度减小至还足以运输吸入料的大小。通风机体积输出扣除在吸入软管中的最小的空气流量得出的体积差通过在吸泥机内部循环的空气来造成。在此，循环的空气量沿着上文所描述的短路路径流动，以至于造成增强总体积流量的加热。

在具有加热功能的吸入模式中，开始时关闭排气孔以及补加空气孔，在回流通道中的关闭机构(流动调整机构的部件)部分地或完全地打开。如果现在启动通风机，那么这首先对应于短路模式。如果现在部分地打开排气孔，那么根据开度，吸入空气流的在一部分穿过通风机时被加热，能够到达环境中。因为通风机的内部的空气量和传送功率不变，所以相同量的所述空气流经由吸入软管再次吸入。因此，在吸入口处产生的吸入空气流的量经由在排气孔处的体积流量来调整。在相应的设置下，所述降低功率的吸入空气流能够将位于吸入口的区域中的材料一起带走。在吸泥机的内部进行吸入的、冷的外部空气和空气的混合，所述空气在循环空气运行中持续地被加热。因此，在吸入运行中防止吸泥机的内部部件结冰。要指明的是，没有经由补加空气孔吸入补加空气也可实现具有加热功能的吸入模式，以至于所述运行模式也能够应用在不具有补加空气孔的吸泥机中。

附图说明

参照附图，本发明的其他优点和细节从优选的实施例的下述说明中得出。附图示出：

图1示出根据本发明的吸泥机在吸入模式下的一个实施例的示意图；

图2示出吸泥机在短路模式中的示意图；

图3示出吸泥机在吹回模式中的示意图。

具体实施方式

在图1中示出的原理示意图以简化的方式说明根据本发明的吸泥机01，所述吸泥机以吸入模式运行。标出的流动箭头显示在吸入流动路径上产生的空气流。吸泥机01包括具有吸入口03的吸入软管02，在吸入模式中将待接收的吸入料04吸入所述吸入口中。为此，由通风机单元06产生吸入空气流，所述吸入空气流在吸入口03处起始经由分离器07，随后穿过过滤单元08，流到通风机单元06。在分离器07中分离吸入料的粗重组分，而将所有精细的和轻的组分通过过滤单元08滤出。在吸入侧09上，将清洁的空气吸入通风机单元06中，在压力侧10上输出，送至排气孔11，并且离开吸泥机由此进入环境中。

在图2中，示出在第二运行状态中，即在所谓的短路模式中的吸泥机01，其中形成通风机单元06的压力侧10和吸入侧09之间的流体短路，以便循环进而加热在吸泥机内部的空气。标出的流动箭头显示在短路流动路径上的产生的空气流。此外，将排气流分路12设定为，使得排气孔11完全地关闭，进而所有排气流送入回流通道13中。回流通道13能够包括多个流动调整机构14，以便将回流空气输送给不同部件并且加热所述部件。在示出的实例中，将回流空气输送给分离器07。通过这样引导回流空气流，至少位于分离器中最上方的吸入料、分离器07、从分离器引向过滤单元08的空气通道以及过滤单元08本身被加热。将引向分离器07中的回流空气流重新通过通风机单元06吸入、压缩，从而进一步加热，并且再经由回流通道13到达分离器07中。因为空气流在每次流过通风机06时被进一步加热，所以所述运行模式造成非常快速地加热由空气流穿流的部件。

在修改的实施例中，流动调整机构14能够在指向过滤单元08中的输出端处打开，由此所有回流空气流直接到达过滤单元08的输入端。

在图3中，示出在第三运行状态中、即在吹回模式中的吸泥机01。标出的流动箭头显示在吹回路径上产生的空气流。此外，排气流分路12再次关闭。打开补加空气孔16，以至于在激活通风机单元06时，将补加空气17从环境中吸入。补加空气孔16沿流动方向靠近通风机单元的吸入侧09地设置，以至于相对于经过过滤单元08的空气路径，流动阻力更小。由此确保，即使经由回流通道13引导的回流空气还穿过过滤单元传输，也吸入补加空气。在示出的实施方式中，在吹回模式中，部分地打开流动调整机构14。因此，回流空气引导到分离器07中。同时，能够将回流空气的部分在重新经过通风机06时重新压缩和加热。由于附加地吸入的补加空气17，分离器中的空气量升高，以至于压力升高，并且加热的回流空气压入吸入软管02中，并且由此引导至吸入口03。

在修改的实施方式中，在吹回模式中，回流空气不经由分离器而是由回流通道直接引导到吸入软管。

附图标记列表

01 吸泥机

02 吸入软管

03 吸入口

04 吸入料

05

06 通风机单元

07 分离器

08 过滤单元

09 吸入侧

10 压力侧

11 排气孔

12 排气流分路

13 回流通道

14 流动调整机构

15

16 补加空气孔

17 补加空气

Claims (10)

1.一种吸泥机(01)，包括：

-吸入软管(02)，所述吸入软管具有吸入口(03)，用于借助于快速流动的空气流，气动地接收固态的或液态的吸入料(04)；

-用于将所述吸入料(04)从所述空气流中分离的分离器(07)；

-用于清洁所述空气流的过滤单元(08)，所述过滤单元沿流动方向位于所述分离器(07)下游；

-用于产生所述空气流的通风机单元(06)，所述通风机单元的吸入侧(09)与所述过滤单元(08)的输出端连接，而所述通风机单元的压力侧(10)连接到朝向周围环境敞开的排气孔(11)上；

-回流通道(13)，所述回流通道能够以可控制体积的方式与所述通风机单元(06)的所述压力侧(10)连接；

其特征在于，设有可控制体积的补加空气孔(16)，所述补加空气孔沿流动方向在所述过滤单元(08)下游能够实现将补加空气(17)从周围环境中输送至所述通风机单元(06)的所述吸入侧(09)，使得所述回流通道(13)能够流体耦联到所述吸入软管(02)上，并且能够控制经由所述回流通道(13)引导的回流空气的部分，以便在所述回流通道(13)中产生过压，所述过压造成回流空气通过所述吸入软管(02)吹出。

2.根据权利要求1所述的吸泥机(01)，其特征在于，所述通风机单元(06)包括至少两个串联地流体连接的通风机。

3.根据权利要求1或2所述的吸泥机(01)，其特征在于，所述补加空气孔(16)通入流动分段中，所述流动分段在所述过滤单元(08)和所述通风机单元(06)的所述吸入侧(09)之间延伸，并且所述补加空气孔包括可调节的孔瓣膜，用于在关闭位置和最大敞开位置之间改变孔的净横截面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的吸泥机(01)，其特征在于，所述回流通道(13)经由流动调整机构附加地连接到并联空气管路上，所述并联空气管路在所述吸入口(03)附近终止，以便在该处送出加热的回流空气。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的吸泥机(01)，其特征在于，存在关闭机构，所述关闭机构至少流体关闭所述排气孔(11)以及必要时也流体关闭所述吸入软管(02)、所述并联空气管路和所述分离器(07)，以至于在激活通风机单元(06)时，通过所述过滤单元(08)和所述通风机单元(06)将空气循环，以便加热所述所述过滤单元(08)和所述通风机单元(06)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的吸泥机(01)，其特征在于，设置有一个或多个温度传感器，用于确定部件的温度并且将所述温度提供给控制单元，所述控制单元控制不同空气流的运行模式和量控制。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的吸泥机(01)，其特征在于，所述回流通道(13)能够经由流动调整机构(14)与所述分离器(07)耦联，以至于所述回流通道(13)经由所述分离器(07)与所述吸入软管(02)流体连接。

8.一种用于控制吸泥机(01)的方法，包括如下步骤：

-从一组运行模式中选择运行模式，所述运行模式包括至少一个吸入模式和吹回模式，

其中在所述吸入模式中执行如下步骤：

-激活通风机单元(06)以产生空气流；

-调整流动调整机构(12，14)，以至于所述空气流在吸入流动路径上流动，从吸入软管(02)的吸入口(03)处起始，流入分离器(07)中，随后通过过滤单元(08)，到达所述通风机单元(06)，并且从该处经由排气孔(11)流入周围环境中；

并且其中在所述吹回模式中执行如下步骤：

-激活所述通风机单元(06)以产生所述空气流；

-调整所述流动调整机构(12，14)，以至于所述空气流至少部分地在吹回路径上流动，从补加空气孔(16)处起始，经过所述通风机单元(06)，流入回流通道(13)到达所述吸入软管(02)，并且直至所述吸入软管的吸入口(03)。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，这组运行模式还包括短路模式，在所述短路模式中执行如下步骤：

-激活所述通风机单元(06)以产生所述空气流；

-调整所述流动调整机构(12，14)，以至于所述空气流至少部分地在封闭的短路流动路径上流动，所述空气流至少通过所述过滤单元(08)朝向所述通风机单元(06)运行，并且从所述通风机单元流回至所述过滤单元(08)，其中没有空气从外部输送并且没有空气向外流出。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述一组运行模式还包括具有加热功能的吸入模式，其中执行如下步骤：

-激活所述通风机单元(06)以产生空气流；

-调整流动调整机构(12，14)，以至于所述空气流部分地在所述吸入流动路径上流动，并且部分地在所述短路流动路径上流动。