DE10026219A1 - Reinigungsgerät für Organische und Inorganische Sachen - Google Patents

Description

1.1 Funktionsschema - s. Fig. 1 -

Bei dem Gerät handelt es sich um eine hochdynamische - in 2 Arbeitsrichtungen wirksame - Reinigungs- und Massageapparatur mit getakteter und phasengeregelter Ventilsteuerung (Sprühen und Saugen).

1.1.1

Eine taktsynchronisierte Hauptpumpe (10) erzeugt
in dem Speicher (40) einen Überdruck und
in dem Speicher (50) einen Unterdruck -
wobei der gewünschte Arbeitsdruckbereich, mit Hilfe eines Luftnebeneinganges (52) mit Einstellventil (53) am Unterdruckspeicher (50) sowie eines Überdruck-Sicherheitsventils (42) am Überdruckspeicher (40) - festgelegt werden kann.

1.1.2

Die gewünschte Luftstromdynamik aus den Speichern (40/50) wird mit den, über die Steuereinheit (6) und die Steuerventile (64/65), getakteten und phasengeregelten Ein-/Ausschaltventilen (4/5) eingestellt. (s. Fig. 4 und Fig. 5)

1.1.3

Diese, in 2 Richtungen (Überdruck/Unterdruck) wirksame, Luftstromdynamik ist verbunden mit dem Reinigungskopf (2) - s. Fig. 2 - wobei im Unterdruckweg ein Schmutzabscheidebehälter (3) - s. Fig. 3 - zwischengeschaltet ist.

1.1.4

An den Reinigungskopf (2) angeschlossen ist - über ein Umschaltventil (23) für Trocken- und Nassreinigung - und einer, ebenfalls über die Steuereinheit (6), getakteten Mini-Flüssigkeitspumpe (20) - ein Flüssigkeitsspeicher (21) mit Anheizelement (22).

1.2 Reinigungskopf - s. Fig. 2 - 1.2.1

Die, im Flüssigkeitsspeicher (221) durch Anheizelement (222) auf gewünschte Arbeitstemperatur gebrachte Flüssigkeit, wird über die Pumpe (220), durch das Umschaltventil (223) - je nach Anwendung - entweder durch die Düse (225) in die Saugkammer (215) < Trockenreinigung - oder durch die Düse (224) in die Sprühkammer (214) < Nassreinigung - in feinster Verteilung eingesprüht.

1.2.2.1 Trockenreinigung Umschaltventil (223) auf Pos. "T" -

Die Flüssigkeit wird über die Düse (225) in die Unterdruckkammer (215) gesprüht, wobei eine Flüssigkeitswolke in feinster Verteilung entsteht. Der Überdruckluftstrom aus Überdruckkammer (214) wird ohne Flüssigkeitsanteil durch die Sprühdüsen (227n) auf die zu reinigende Arbeitsfläche "geschossen".

Sofort anschliessend - je nach eingestellter Arbeitsdynamik - wird der aufgewirbelte Schmutz durch die Ansaugöffnungen (226n) in die Unterdruckkammer (215) gesaugt.

Hier verbinden sich die Schmutzteilchen mittels der Flüssigkeitsteilchen zu grösseren, schwereren Verklumpungen, die anschliessend im Schmutzabscheidebehälter (3) abgeschieden werden.

1.2.2.2 Nassreinigung Umschaltventil (223) auf Pos. "N" -

Die Flüssigkeit wird über die Düse (224) in die Überdruckkammer (214) gesprüht und durch die Sprühdüsen (227n) als Flüssigkeits-/Luftgemisch auf die zu reinigende Fläche "geschossen".

Sofort anschliessend - je nach eingestellter Arbeitsdynamik - wird das gelöste Schmutz-/Flüssigkeitsgemisch über die Ansaugöffnungen (226n) - wie bei der Trockenreinigung beschrieben - weitergeleitet.

1.2.3

Als Flüssigkeiten lassen sich - je nach Anwendungserfordernis - neben reinem Wasser,
auch andere Lösungsmittel (Alkohol, Aceton, Öle etc.), Flüssigkeitsgemische,
sowie Lösungen mit unterschiedlichen Zusätzen (Duftstoffe, Emulgatoren etc.) verwenden.

Bei geeigneter Gerätekonfiguration ist auch die Anwendung aggressiver Chemikalien (Säuren, Laugen, Toxika etc.) möglich.

1.3 Schmutzabscheidebehälter (3) - s. Fig. 3 - 1.3.1

Das pulsgesteuerte Unterdruckventil (5) bewirkt - über den Unterdruck-Eingang (305) - einen pulsierenden Luftstrom von

• - der Saugkammer (215) des Reinigungskopfes (2)
• - über den Unterdruck-Ausgang (315)
• - den Abscheidekammer-Eingang (335)
• - und den Abscheidekammer-Ausgang (336) mit Rückhaltesieb (337).

1.3.2

Aufgrund der, relativ zu den Luftpartikeln, grossen Schwere der verklumpten Schmutzteilchen, sowie des nicht-permanenten (pulsierenden) Luftstromes, reicht die Bewegungsenergie der Schmutzteilchen nicht aus, die Kammer zu verlassen, und sie werden abgeschieden.

1.3.3

Der Schmutzauffangbehälter (330) lässt sich am Behälterverschluss (338) abnehmen und anschliessend mühelos reinigen.

1.4 Überdruckventil (4) - s. Fig. 4 -

Hierbei handelt es sich um elektronisch, extern taktsynchronisiertes und phasengeregeltes Ein-/Ausschaltventil mit variabler Schaltdruck- und Geschwindigkeitseinstellung.
(zum Patent angemeldet unter AZ 100 24 653.2)

1.4.1

Das Ventil besteht aus
der Hauptdruckkammer (401) - mit Ausgangsdüse (409) und Verdichter (410) - in der der, aus Überdruck-Speicher (40) bereitgestellte, Überdruck anliegt.
Der Rückschaltkammer (404) mit Druckkompensatorscheibe (411), welche über den Läufer (412) mit dem Verdichter (410) verbunden ist.
Der Vakuumkammer (406) - die vor Inbetriebnahme des Ventils (4) - durch Zurücksetzen der Druckkompensatorscheibe (411) - über den Entlüftungseingang (466), entlüftet wird.

Diese wird dann mit der Verdichtungsschraube (467) abgeschlossen, womit eine permanente Vakuum-Rückstellfederung bewirkt wird.
Der Schaltkammer (408) - mit Schaltkolben (403)
Dem Schaltkammer-Eingang (488), der der Druckpotentialzuführung und Entlüftung dient.

1.4.2

Die, in der Hauptdruckkammer (401), auf die Fläche des Verdichters (410) wirkende Kraft, wird durch die, in der Rückschaltkammer (404) auf eine grössere Fläche der Druckkompensatorscheibe (411) ausgeübte Kraft gleichen Druckes, kompensiert und - entsprechend der Flächendifferenz von Druckkompensatorscheibe (411) und Verdichter (410) - die notwendige Rückstellkraft zum Verschluss der Ausgangsdüse (409), auf die Druckkompensatorscheibe (411) ausgeübt.

Zum Öffnen des Ventils (4) ist nun, - unabhängig vom anliegenden Hauptdruck -, nur diese resultierende Verschlusskraft zu überwinden.

1.4.3

Geschaltet wird das Ventil (4) - über das Schaltdruck-Einstellventil (415) - mit dem phasengeregelten und taktsynchronisierten Steuerventil (64). Dafür wird, zur Erzeugung des geeigneten Schaltdruckes, ein Teilpotential des Hauptdruckes genutzt.

1.4.3.1

Dabei wird der benötigte Druck, - über das Schaltdruck-Einstellventil (415) - über den - vom Steuerventil-Schaltkolben (417) freigegebenen - Schaltkammer-Eingang (488) - in die Schaltkammer (408) geleitet.

Gleichzeitig wird der Entlüftungsausgang (416) geschlossen.

1.4.3.2

Die, in Relation zu der Flächendifferenz von Druckkompensatorscheibe (411) und Verdichter (410) - je nach Anwendungszweck - um ein Mehrfaches grössere Schaltfläche des Schaltkolbens (403), ermöglicht nun - über den Verbindungsläufer (412) - die Übertragung des eingestellten Öffnungsimpulses auf den Verdichter (410).

1.4.3.3

Entsprechend der Takt- und Phaseneinstellung, schliesst nun der Steuerventil-Schaltkolben (417) den Schaltkammer- Eingang (488) und öffnet den Entlüftungs-Ausgang (416).

Dadurch wird die Rückschaltkraft der Druckkompensatorscheibe (411) - in Verbindung mit der Vakuum-Rückstellfederung in der Vakuumkammer (406) wirksam.

Die Druckausgangsdüse (409) wird geschlossen.

1.5 Unterdruckventil (5) - s. Fig. 5 - in Verbindung mit Beschreibung (1.4)

Hierbei handelt es sich um elektronisch, extern taktsynchronisiertes und phasengeregeltes Ein-/Ausschaltventil mit variabler Schaltdruck- und Geschwindigkeitseinstellung.
(zum Patent angemeldet unter AZ 100 24 653.2)

1.5.1

Das Arbeitsprinzip des Unterdruckventils (5) entspricht im wesentlichen exakt dem des Überdruckventils (4) Differenzen ergeben sich lediglich aus der umgekehrten Strömungsrichtung.

1.5.2

Verdichter (510) arbeitet als Unterdruck-Verdichter

1.5.3

Die, im Überdruck-Ventil (4) in Vakuum-Kammer (406), vor Inbetriebnahme, angelegte Vakuum-Rückstellfederung, wird im Unterdruck-Ventil (5), durch Belüftung über den Belüftungs-Eingang (566) und Abschluss durch die Verdichtungsschraube (567), als permanente Gasrückstellfederung in der Gasrückstell-Kammer (506), konzipiert.

1.5.4

Aufgrund der entgegengesetzten Strömungsrichtung, entspricht die Schliessstellung der Kompensatorscheibe (511) und des Schaltkolbens (503), der des Öffnungszustandes im Überdruck-Ventil (4), - wobei die entsprechende Kompensatorscheiben-Rückseite als Schaltfläche wirkt.

1.5.5

Im Steuerventil (65) erfolgt über den Eingang (516) eine Belüftung der Schaltkammer (508)

1.6 Steuereinheit (6) - s. Fig. 6 - 1.6.1

Das, vom Taktgeber (670) erzeugte, Taktsignal - dessen Frequenz mit Taktregler (671) variiert werden kann - wird in der Hauptsteuerung (660) verdoppelt und 1 Signal um 180° verschoben.

1.6.2

Mit dem Phasenregler (661) fassen sich beide Ausgangssignale zwischen 90° und 180° zueinander verschieben - wodurch man sehr unterschiedliche Luftstromdynamiken erzielen kann.

1.6.3

Über die Endstufen (640/650) und die Magnetschalterspulen (641/651) steuert das Ausgangssignal - mittels Anziehungsscheiben (642/652) - den Steuerventil-Antriebskolben (643) für das Überdrucksteuerventil (64) und den Steuerventil-Antriebskolben (653) für das Unterdrucksteuerventil (65).

1.6.4

Gleichzeitig wird das Taktsignal von Taktgeber (670) an die Pumpensteuerungs-Endstufe (630) gekoppelt, um die Hauptpumpe (10) und die Miniflüssigkeitspumpe (20), entsprechend der Taktfrequenz der Steuerventile (64/65), zu synchronisieren.

2.1

Die Funktionsweise dieses Gerätes ermöglicht eine sehr universelle undbreit­ bandige Anwendung sowohl im kommerziellen wie im privaten Bereich:

• 1. Durch die 2-Wege-Arbeitsdynamik erfolgt der Sprüh- und Absaugvorgang in einem Arbeitsgang -
• 2. Die 2 Wege-Arbeitsdynamik erzeugt einen pulsierenden Arbeitsprozess, der zu einer sehr intensiven Bearbeitung der Arbeitsfläche führt -
• 3. Durch einfache Umschaltung am Gerät - mit Umschaltventil (23) - Trocken- Nassreinigung, mit minimalstem Flüssigkeitseinsatz möglich -
• 4. Keine Feinfilterung - durch Bindung und Abscheidung der abgesaugten Stoffe
• 5. Nach aussen geschlossener Arbeitskreislauf -
• 6. Durch minimale Änderung der Gerätekonfiguration - z. B. nur am Reinigungs­ kopf (2) - ergeben sich universelle Anwendungsmöglichkeiten -
• 7. Die bestehenden Steuermöglichkeiten erlauben eine breitbandige Arbeitsbe­ reicheinstellung -
• 8. Die einzelnen Funktionen des Gerätes werden durch eine vergleichbar gerin­ ge Anzahl von Bauteilen in möglichst kleiner Dimensionierung realisiert - d. h. geringer Materialeinsatz -
• 9. Die pulsierende 2-Wege-Arbeitsdynamik bewirkt einen vergleichbar geringe­ ren - Energie- und Arbeitsmittelverbrauch sowie - eine geringere Abnutzung der Gerätebauteile.

2.2

Als Anwendungsmöglichkeiten im kommerziellen oder privaten Bereich bieten sich u. a. an -

• 1. Nass-/Trocken Saugen: keine Staubbeutel, keine Feinfilterung notwendig - Problemlose Entnahme und Reinigung des Schmutzabscheidebehälters - Nach aussen geschlossener Arbeitskreislauf - d. h. kein Ausstoss von z. B. All­ ergenen etc.
• 2. Körperreinigung und -massage - z. B. kosmetische Hautreinigung/-massage, - Haarwäsche/Kopfhautmassage (s. auch 1.2.3)
• 3. Medizinische Anwendung durch gezielten Auftrag und intensive Einmassage heilaktiver Substanzen (s. auch 1.2.3)

Fig. 1

9

Starttaste

10

Hauptpumpe

40

Überdruck-Speicher

41

Überdruck-Rücklaufsperrventil

42

Überdruck-Sicherheitsventil

50

Unterdruck-Speicher

51

Unterdruck-Rücklaufsperrventil

52

Nebenlufteingang

53

Nebenluft-Einstellventil

4

Überdruck-Ein-Ausschaltventil

64

Überdruck-Steuerventil

5

Unterdruck-Ein-Ausschaltventil

65

Unterdruck-Steuerventil

6

Steuereinheit für (

64

/

65

)

2

Reinigungskopf

20

Mini-Flüssigkeitspumpe

21

Flüssigkeitsbehälter

22

Anheizelement

23

Umschaltventil (Nass-Trockenbearbeitung)

3

Schmutzabscheide-Einheit

Fig. 2

2

Bearbeitungskopf

204

Überdruck-Eingang

205

Unterdruck-Eingang

209

Starttaste

214

Überdruck-Kammer

215

Unterdruck-Kammer

220

Mini-Flüssigkeitspumpe

221

Flüssigkeitsspeicher

222

Anheizelement

223

Umschaltventil (Nass-/Trockenbearbeitung)

224

Sprühdüse (Nassbearbeitung)

225

Sprühdüse (Trockenbearbeitung)

226

Saugkopf

226

n Saugöffnungen

227

Schusskopf

227

n Schussdüsen

Fig. 3

3

Schmutzabscheide-Einheit

305

Unterdruck-Eingang

315

Unterdruck-Ausgang

330

Schmutzauffangbehälter

331

Unterdruckkammergehäuse

332

Unterdruckkammer

333

Abscheidekammergehäuse

334

Abscheidekammer

335

Abscheidekammer-Eingang

336

Abscheidekammer-Ausgang

337

Rückhaltesieb

338

Schmutzauffangbehälterverschluss

Fig. 4

4

Überdruck-Ein/Aus-Schaltventil

64

Überdruck-Steuerventil

401

Überdruck-Hauptkammer

403

Schaltkolben

404

Rückschaltkammer

405

Rückschaltkammer-Druckeingang

406

Vakuum-Rückstellkammer

466

Vakuum-Rückstellkammer-Entlüftungseingang

467

Verdichtungsschraube

408

Schaltkammer

488

Schaltkammer-Eingang Potentialzuführung u. Entlüftung (Schaltleitung)

409

Druckausgangsdüse

410

Verdichter

411

Druckkompensatorscheibe

412

Verbindungsläufer

413

Schaltkolben- u. Kompensatorgehäuse

415

Schaltdruck-Einstellventil

416

Entlüftungs-Ausgang

417

Steuerventil-Schaltkolben

418

Steuerventil-Balancescheibe
F4 Steuerventil-Rückstellfeder

441

Magnetschalter

442

Steuerventil-Anzugsscheibe

443

Steuerventil-Antriebskolben

Fig. 5

5

Unterdruck-Ein/Aus-Schaltventil

65

Unterdruck-Steuerventil

501

Unterdruck-Hauptkammer

503

Schaltkolben

504

Rückschaltkammer

505

Rückschaltkammer-Druckeingang

506

Gasfederungs-Rückstellkammer

566

Gasfederungs-Rückstellkammer-Belüftungseingang

567

Verdichtungsschraube

508

Schaltkammer

588

Schaltkammer-Eingang Potentialzuführung u. Belüftung (Schaltleitung)

509

Druckausgangsdüse

510

Verdichter

511

Druckkompensatorscheibe

512

Verbindungsläufer

513

Schaltkolben- u. Kompensatorgehäuse

515

Schaltdruck-Durchlassventil

516

Belüftungs-Ausgang

517

Steuerventil-Schaltkolben

518

Steuerventil-Balancescheibe
F5 Steuerventil-Rückstellfeder

551

Magnetschalter

552

Steuerventil-Anzugsscheibe

553

Steuerventil-Antriebskolben

Fig. 6

6

Steuereinheit

609

Starttaste

610

Ansteuerung zur Hauptpumpe (

10

)

620

Ansteuerung zur Flüssigkeitspumpe (

20

)

630

Endstufe für (

610

/

620

)

640

Endstufe für (

64

)

641

Magnetschalterspule für (

64

)

642

Anzugsscheibe für (

64

)

643

Antriebskolben für (

64

)

650

Endstufe für (

65

)

651

Magnetschalterspule für (

65

)

652

Anzugsscheibe für (

65

)

653

Antriebskolben für (

65

)

660

Hauptsteuerung-Steuerventil (

64

/

65

)

661

Phasenregler

670

Taktgeber

671

Taktregler

Claims (1)

1. Reinigungs- und Massageapparatur - s. Beschreibung 1-2 u. Fig. 1-6 - gekennzeichnet durch . . .

• 1. Zwei-Wege-Arbeitsdynamik gekennzeichnet durch . . .
  • 1. gleichzeitige Bereitstellung eines Überdruck-Potentials im Speicher (40) und eines Unterdruck-Potentials im Speicher (50)
  • 2. breitbandig regelbare Arbeitsbereicheinstellung gekennzeichnet durch . . .
  • 3. Überdruck-Sicherheitsventil (42) und Unterdruck- Nebenlufteinstellventil (53) mit Nebenluft-Eingang (52)
  • 4. eine, durch Steuereinheit (6) takt- und phasengeregelte Ansteuerung (64/65), der Überdruck-/Unterdruck-Ein/Aus-Schaltventile (4/5) (angemeldet zum Patent unter AZ 100 24 653.2)
  • 5. eine, von Steuereinheit (6), taktsynchronisierte Steuerung der Hauptpumpe (10) und der Mini-Flüssigkeitspumpe (20)
  • 6. einen Bearbeitungskopf (2) mit der Mini-Flüssigkeitspumpe (20), dem Flüssigkeitsspeicher (21) und dem Anheizelement (22) gekennzeichnet durch . . .
  • 7. Umschaltventil (23) für Nass- oder Trockenbearbeitung
  • 8. Sprühdüsen (224/225), die durch feinste Verteilung, den Arbeitsflüssigkeitsbedarf minimieren
  • 9. Saugkopf (226) mit Saugöffnungen (226n) sowie Unterdruck-Kammer (215) - Schusskopf (227) mit Schussdüsen (227n) sowie Überdruck-Kammer (214) gekennzeichnet durch . . .
  • 10. die pulsierende Arbeitsdynamik in den Druckkammern (214/215), die eine sehr gezielte, intensive und kurzzeitige Bearbeitungswirkung ermöglicht - die gleichzeitig - oder beliebig phasenverschoben - in 2 Arbeitsrichtungen (Schiessen/Saugen) erfolgt.
  • 11. ein Minimum an Leistungsaufnahme - bei einem Optimum des Arbeitsergebnisses.
  • 12. einen praktisch geschlossenen Arbeitskreislauf - durch gleichzeitiges Anregen und Absaugen der zu entfernenden Partikel
  • 13. sehr unterschiedlich regelbare Impulseffekte zum Stimulieren der Arbeitsfläche (z. B. Massage)
  • 14. eine Abscheide-Einheit (3) mit abnehmbarem Schmutzauffangbehälter (330) gekennzeichnet durch . . .
  • 15. Unterdruck-Kammer (332) und Abscheidekammer (334) zur Optimierung des Abscheideeffektes der pulsierenden (nicht-permanenten) Luftstromdynamik
  • 16. kleine Dimensionierung, aufgrund des geringen Flüssigkeitsbedarfes - nicht notwendige Feinfilterung, da vollständige Abscheidung - leichte Reinigung und einfacher Wechsel des Abscheidebehälters
  • 17. Steuereinheit (6) gekennzeichnet durch . . .
  • 18. Taktgeber (670) mit Taktregler (671)
  • 19. Hauptsteuerung (660) mit Phasenregler (661) für Ventile (4/5)
  • 20. Synchronisationssteuerung (610/620) für die Pumpen (10/20)
  • 21. optimal regelbare 2-Wege-Arbeitsdynamik in allen Gerätekomponenten, d. h. - universellen und breitbandigen Anwendungsbereich ohne - oder mit nur geringer - Geräteanpassung - reduzierten Energie- und Arbeitsmittelverbrauch
  • 22. strömungsdynamische Form der Ventilkomponenten d. h. - gleichmässiges, reaktives Strömungs- und Impulsverhalten - geringe Verlustenergie und Abnutzung
  • 23. integriertes, standardisierbares Bauprinzip der Ventil (4/5)-komponenten d. h. - problemlosen und schnellen, bedarfsgerechten Ein- und Umbau - variable Schaltkraftkompensation d. h. - reduzierte Schaltenergieverluste bei optimiertem Schaltverhalten
  • 24.  praktisch geschlossener Arbeitskreislauf d. h. - ein Minimum an Schadstoffemission