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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Niveauregelung
in einem Fluidtank. Derartige Vorrichtungen und Verfahren können
insbesondere in Reinigungsgeräten zur Reinigung von Reinigungsgut
eingesetzt werden. Beispielsweise lassen sich die Vorrichtung und
das Verfahren in Spülmaschinen für Geschirr, Behälter
oder ähnliches Reinigungsgut einsetzen, insbesondere in
Spülmaschinen für den gewerblichen Einsatz. Neben
Einkammer-Spülmaschinen kann die Erfindung vorteilhaft
auch in Mehrkammer-Geschirrspülmaschinen eingesetzt werden,
beispielsweise in Durchlaufgeschirrspülmaschinen. Besonders
bevorzugt ist die Erfindung einsetzbar im Zusammenhang mit Aufbereitungsvorrichtungen
zur Entfernung von Verunreinigungen aus einer Reinigungsflüssigkeit.
Beispielsweise kann eine derartige Aufbereitungsvorrichtung eine
Einrichtung zur Schmutzabscheidung umfassen, vorzugsweise einen
Fliehkraftabscheider zur Abscheidung von Verunreinigungen unter
Ausnutzung der Fliehkraft.
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Stand der Technik
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Reinigungsvorrichtungen
zum Reinigen von Reinigungsgut sind aus den verschiedensten Bereichen
der Naturwissenschaften, der Technik und der Medizintechnik bekannt.
Im Folgenden wird insbesondere Bezug genommen auf Geschirrspülmaschinen,
wobei jedoch auch andere Arten von Reinigungsgeräten, wie
beispielsweise Reinigungsgeräte zum Reinigen von medizinischem
Gerät, Artikeln für die Pflege von Patienten,
Reinigungsgeräte für die Reinigung von Container
und Tabletts oder andere Arten von Reinigungsvorrichtungen von der
erfindungsgemäßen Niveauregelung profitieren können. Allgemein
ist die Erfindung auch in anderen Arten von Fluidsystemen einsetzbar,
in welchen eine Niveauregelung eines Fluids in einem Fluidtank von Bedeutung
ist.
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In
vielen Reinigungsvorrichtungen spielt die Aufbereitung von Reinigungsflüssigkeiten,
beispielsweise Wasser mit oder ohne Zusatz von Hilfsstoffen (beispielsweise
Reinigern, Klarspülern oder ähnlichem), eine wesentliche
Rolle. Zu diesem Zweck sind häufig Aufbereitungsvorrichtungen,
welche zum Entfernen von Verunreinigungen, wie beispielsweise flüssigen
oder festen Verunreinigungen (beispielsweise Schwebeteilchen), aus
der Reinigungsflüssigkeit eingerichtet sind, vorgesehen.
Alternativ oder zusätzlich beispielsweise zu Filtern, welche
eine Aufbereitung vornehmen können, wird häufig
die Technik der Fliehkraftabscheidung zur Aufbereitung von Reinigungsflüssigkeiten
eingesetzt. Derartige Schmutzabscheider auf der Basis von Fliehkraftabscheidern werden
oft auch als ”Zyklone” bezeichnet. Im Zusammenhang
mit Geschirrspülmaschinen sind derartige Fliehkraftabscheider
besonders vorteilhaft einsetzbar, wie beispielsweise aus
DE 1 965 828 A1 ,
DE 1 703 612 A1 ,
DE 660 23 00 U ,
DE 198 36 739 A1 oder
DE 1 250 979 A1 bekannt
ist. Auf sämtliche dieser Druckschriften wird im Folgenden
für mögliche Ausgestaltungen eines Fliehkraftabscheiders
und für Funktionsprinzipien derartiger Fliehkraftabscheider Bezug
genommen. Fliehkraftabscheider sind eingerichtet, um die aufzureinigende
Reinigungsflüssigkeit in eine Drehung zu versetzen, beispielsweise
in Form eines oder mehrerer Wirbel. Durch diese Drehung werden Verunreinigungen
aufgrund deren Trägheit abgetrennt.
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Wenn
ein Tank einer Geschirrspülmaschine, beispielsweise ein
Waschtank, mit einer derartigen Aufbereitungsvorrichtung, insbesondere
einem Fliehkraftabscheider, ausgerüstet (d. h. beispielsweise verbunden)
ist, um die Reinigungsflüssigkeit kontinuierlich oder in
bestimmten Zyklen zu reinigen, muss häufig eine Teilmenge
der Reinigungsflüssigkeit, welche durch die Aufbereitungsvorrichtung
geführt wird, mit dem abgeschiedenen Schmutz aus dieser
Aufbereitungsvorrichtung, beispielsweise im Rahmen eines Kreislaufs,
abfließen. Dadurch jedoch verringert sich der Stand der
Reinigungsflüssigkeit im zugehörigen Vorratstank.
Dieser Verlust sollte permanent ausgeglichen werden, damit die Funktionsfähigkeit der
Reinigungsvorrichtung erhalten bleibt.
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Dieser
Ausgleich des Niveaus kann auf unterschiedliche Weise erfolgen.
So kann beispielsweise mit Hilfe eines Niveausensors erkannt werden,
ob das Niveau im Vorratstank unter ein zulässiges Maß abgesunken
ist. Ist dies der Fall, so kann beispielsweise ein Nachfüllsystem
in Funktion gesetzt werden. Dies bedeutet jedoch einen erhöhten
apparativen Aufwand.
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Bei
einer anderen Vorgehensweise strömt Reinigungsflüssigkeit,
beispielsweise aus einem nachfolgenden Tank der Reinigungsvorrichtung,
in den Vorratstank, aus welchem die Aufbereitungsvorrichtung gespeist
wird, und ergänzt den Füllstand. Wenn jedoch aus
betriebs- oder verfahrensbedingten Gründen die zuströmende
Wassermenge nicht ausreicht, so muss beispielsweise eine Umwälzpumpe zur
Reinigung und/oder der Kreislauf durch die Aufbereitungsvorrichtung
abgeschaltet werden. Hieraus resultiert der Nachteil, dass in diesem
Fall beispielsweise keine Reinigungsfunktion im entsprechenden Abschnitt
der Reinigungsvorrichtung mehr gegeben ist, oder dass die Aufbereitung
der Reinigungsflüssigkeit außer Funktion tritt.
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Ein
weiterer Nachteil der beschriebenen Vorgehensweisen liegt darin,
dass ein erhöhter Verbrauch an Reinigungsflüssigkeit
auftritt. Beispielsweise kann ein ständiges Nachführen
von Wasser zur Aufrechterhaltung der Funktion der Reinigungsvorrichtung
mit einem erhöhten Wasserverbrauch einhergehen. Bei der
in
DE 1 250 979 A1 beschriebenen
Vorrichtung tritt zwar im Wesentlichen kein Wasserverlust während
des Spülens auf, wobei dieser Vorteil jedoch mit dem zusätzlichen
Aufwand eines Schmutzsammelbehälters am Abwasser-Auslass des
Fliehkraftabscheiders und eines zusätzlichen Absperrventils
am Ablauf dieses Schmutzsammelbehälters erkauft werden
muss.
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Insgesamt
weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen also
den Nachteil auf, dass zur Regelung des Flüssigkeitsniveaus
im Vorratstank, sofern eine derartige Regelung überhaupt
vorgesehen ist, ein erheblicher zusätzlicher Aufwand an
Sensorik und zusätzlichen Apparaturen betrieben werden
muss, was insgesamt die Kosten und den technischen Aufwand der Reinigungsvorrichtung
erheblich steigert. Auch eine erhöhte Störungsanfälligkeit
der Reinigungsvorrichtungen wird dadurch bedingt.
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Aufgabe der Erfindung
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zur Niveauregelung in einem Fluidtank bereitzustellen, welche insbesondere in
einer Reinigungsvorrichtung mit einer Aufbereitungsvorrichtung einsetzbar
sein soll, und welche die Nachteile des oben beschriebenen Standes
der Technik zumindest weitgehend vermeidet. Insbesondere soll eine
hohe Funktionssicherheit hinsichtlich einer Niveauregelung gewährleistet
sein, bei gleichzeitig minimalem Aufwand an Sensorik oder sonstigen
Apparaturen.
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Beschreibung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Niveauregelung
in einem Fluidtank gemäß den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung, welche einzeln oder in Kombination realisiert werden
können, sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.
Das Verfahren kann insbesondere unter Verwendung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung durchgeführt werden, so dass für mögliche
Ausgestaltungen des Verfahrens auf Ausgestaltungen der Vorrichtung
oder der Reinigungsvorrichtung verwiesen werden kann und umgekehrt.
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Es
wird eine Vorrichtung zur Niveauregelung in einem Fluidtank vorgeschlagen.
Der Fluidtank ist eingerichtet, um einen Vorrat eines Fluids aufzunehmen,
insbesondere einer Flüssigkeit. Beispielsweise kann es
sich bei dieser Flüssigkeit um eine Reinigungsflüssigkeit
handeln, insbesondere um Wasser mit oder ohne Zusatz von Hilfsstoffen,
wie beispielsweise Reinigern, Klarspülern oder ähnlichen
Hilfsstoffen. Der Fluidtank kann beispielsweise als druckloser Fluidtank
ausgestaltet sein, in welchem das Fluid bis zu einem Niveau aufgenommen
ist.
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Weiterhin
umfasst die Vorrichtung mindestens eine von dem Fluid durchströmbare
Förderleitung. Beispielsweise kann die Förderleitung
als Rohr mit rechteckigem, quadratischem, rundem oder auf sonstige
Weise gestaltetem Querschnitt ausgestaltet sein. Die Dimensionierung
dieser Förderleitung kann an die Erfordernisse der jeweiligen
Gesamtvorrichtung, in welcher die Vorrichtung zur Niveauregelung eingesetzt
wird, angepasst sein.
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Die
Förderleitung weist mindestens eine mit dem Fluidtank hydraulisch
verbundene Steueröffnung auf. Unter einer hydraulischen
Verbindung ist dabei eine Verbindung zu verstehen, bei welcher das Fluid
des Fluidtanks hydraulisch auf die Steueröffnung einwirken
kann, um diese zu öffnen oder zu verschließen.
Vorzugsweise gerät das Fluid dabei direkt in Kontakt mit
dieser Steueröffnung, um diese zu öffnen oder
zu verschließen. Die hydraulische Verbindung kann beispielsweise
dadurch hergestellt werden, dass die Steueröffnung unmittelbar
in dem Fluidtank angeordnet ist, oder, alternativ oder zusätzlich, in
einem mit dem Fluidtank hydraulisch verbundenen Steuertank, beispielsweise
einem Nebentank, angeordnet ist. Auf diese Weise kann beispielsweise
in dem Steuertank sich dasselbe Fluidniveau des Fluids einstellen
wie in dem eigentlichen Fluidtank.
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Die
Steueröffnung ist eingerichtet, um bei Überschreiten
mindestens eines Mindestniveaus in dem Fluidtank ein Ausströmen
von Fluid aus der Förderleitung in den Fluidtank zumindest
weitgehend zu verhindern. Weiterhin ist die Steueröffnung
eingerichtet, um bei Unterschreiten des mindestens einen Mindestniveaus
in dem Fluidtank ein Ausströmen von Fluid aus der Förderleitung
in den Fluidtank zu ermöglichen. Vorzugsweise ist die Steueröffnung
dabei ohne jegliche bewegliche Bauteile ausgestattet und, lediglich
durch Öffnen oder Freigeben durch das Fluid über
die hydraulische Verbindung, zu öffnen bzw. zu schließen.
Die Niveauregelung in dem Vorratstank erfolgt demgemäß vorzugsweise
selbsttätig, d. h. ohne Sensorik und/oder ohne bewegte
Bauteile, so dass ein Niveau in dem Vorratstank auf einem vorgegebenen
Wert gehalten werden kann, bzw. dass ein Unterschreiten des mindestens
einen vorgegebenen Mindestniveaus verhindert werden kann. Alternativ oder
zusätzlich können jedoch dennoch Ventile, Schwimmer
oder ähnliche bewegliche Bauteile oder Sensoren vorgesehen
sein, welche beispielsweise ein Öffnen bzw. Schließen
der mindestens einen Steueröffnung, je nach Niveau im Fluidtank,
ermöglichen.
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Auf
diese Weise lässt sich mit Hilfe der vorgeschlagenen Vorrichtung
somit eine einfache, kostengünstige und störungsunempfindliche
Niveauregelung realisieren. Die Unterschreitung des Mindestniveaus
resultiert darin, dass die Steueröffnung freigegeben wird
und ein Ausströmen von Fluid aus der Förderleitung
in den Fluidtank das Niveau in dem Fluidtank wieder anhebt oder
zumindest nicht weiter vermindert.
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Das
Mindestniveau kann beispielsweise durch eine Stellung der Steueröffnung,
beispielsweise eine vertikale Positionierung der Steueröffnung, vorgegeben
werden. Ein ”Unterschreiten” bzw. ein ”Überschreiten” kann
dabei eine ”<” oder ”≤” bzw. eine ”>” oder ”≥”-Relation
beinhalten. Da die Steueröffnung in der Praxis über
eine räumliche Ausdehnung verfügen wird, kann
das Mindestniveau anstelle einer unendlich kleinen Niveaugrenze
auch einen Niveaubereich umfassen, innerhalb dessen die Steueröffnung
graduell freigegeben bzw. verschlossen wird.
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Anstelle
einer einzelnen Steueröffnung können auch mehrere
Steueröffnungen bzw. mehrere Mindestniveaus vorgegeben
sein. Auf diese Weise kann eine abgestufte Niveauregelung erfolgen,
indem beispielsweise nacheinander die einzelnen Steueröffnungen
freigegeben bzw. verschlossen werden.
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Besonders
bevorzugt ist es, wenn die Förderleitung zumindest einen
innerhalb des Fluidtanks oder innerhalb eines mit dem Fluidtank
hydraulisch verbundenen Steuertanks angeordneten Steuerabschnitt
aufweist. In diesem Steuerabschnitt soll die Steueröffnung
angeordnet sein. Beispielsweise kann die Förderleitung
in dem Steuerabschnitt zumindest teilweise horizontal verlaufen,
wobei beispielsweise die Steueröffnung in dem horizontalen
Bereich angeordnet sein kann. Auch eine andere Anordnung der Steueröffnung
ist jedoch möglich. Die Steueröffnung kann beispielsweise
auf einer Unterseite der Förderleitung in dem Steuerabschnitt
angeordnet sein, beispielsweise in einem zumindest teilweise horizontal verlaufenden
Bereich des Steuerabschnitts.
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Wie
oben beschrieben, ist die Steueröffnung vorzugsweise als
rein mechanische starre Öffnung, ohne bewegliche Bauteile
ausgestaltet. Beispielsweise kann die Steueröffnung ohne
jegliche bewegliche Bauteile ausgestaltet sein und kann eine bestimmte Form
und Größe aufweisen, welche sich für
den jeweiligen Einsatz besonders gut eignet. Beispiels weise kann
eine rechteckige, quadratische, runde, ovale oder in sonstiger Weise
gestaltete Öffnung vorgesehen sein, beispielsweise eine Öffnung
mit einem Strömungsquerschnitt, welcher die jeweiligen
Strömungsverhältnisse in der Gesamtvorrichtung
berücksichtigt.
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Weiterhin
kann die Vorrichtung mindestens eine Fördereinrichtung
umfassen, beispielsweise mindestens eine Pumpe. Diese Fördereinrichtung soll
eingerichtet sein, um Fluid aus dem Fluidtank in die Förderleitung
zu befördern.
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Die
vorliegende Erfindung ist insbesondere einsetzbar, wie oben dargestellt,
im Zusammenhang mit einer Reinigungsvorrichtung zum Reinigen mindestens
eines Reinigungsguts, beispielsweise als Bestandteil einer der oben
beschriebenen Reinigungsvorrichtungen, beispielsweise einer Geschirrspülmaschine,
einer Reinigungsmaschine für Behälter oder ähnliches
Reinigungsgut. Besonders bevorzugt ist der Einsatz in gewerblichen
Geschirrspülmaschinen, also in Geschirrspülmaschinen,
welche mindestens zwei Tanks zur Aufnahme von Reinigungsflüssigkeit
aufweisen. Beispielsweise kann ein Einsatz in Einkammer-Geschirrspülmaschinen
und/oder in Durchlaufgeschirrspülmaschinen erfolgen.
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Die
Reinigungsvorrichtung umfasst vorzugsweise mindestens einen Vorratstank
zur Aufnahme einer Reinigungsflüssigkeit. Wie oben dargestellt, kann
dieser Vorratstank als druckloser oder druckbeaufschlagter Vorratstank
ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt ist der Einsatz in offenen
Vorratstanks, also Vorratstanks, welche beispielsweise hin zu einer
Reinigungskammer der Reinigungsvorrichtung mindestens eine Öffnung
aufweisen, also aus dieser Reinigungskammer mit Reinigungsflüssigkeit
beaufschlagbar sind.
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Weiterhin
umfasst die Reinigungsvorrichtung mindestens eine Vorrichtung zur
Niveauregelung gemäß einer oder mehrerer der oben
beschriebenen Ausführungsformen. Diese Vorrichtung wird
erfindungsgemäß eingesetzt, um eine Niveauregelung
in dem Vorratstank der Reinigungsvorrichtung vorzunehmen. Die Vorrichtung
kann einem oder mehreren derartiger Vorratstanks zugeordnet sein
und kann insbesondere in der Lage sein, ohne Sensorik oder bewegte
Bauteile das Niveau in dem mindestens einen Vorratstank auf einem
vorgegebenen Wert zu halten bzw. eine Unterschreitung eines Mindestniveaus
der Reinigungsflüssigkeit in dem Vorratstank zumindest
innerhalb vorgegebener Grenzen zu verhindern bzw. zu verlangsamen.
In diesem Sinne ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insgesamt der
Begriff der Niveauregelung zu verstehen, so dass dieser neben einer
Regelung im eigentlichen Sinne, also einer aktiven Einstellung auf
einen Sollwert durch entsprechende Ausgleichsmaßnahmen,
auch eine Verhinderung bzw. Verlangsamung einer Unterschreitung
des mindestens einen Mindestniveaus beinhalten kann.
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Die
Vorrichtung zur Niveauregelung kann insbesondere in der Reinigungsvorrichtung
derart eingerichtet sein, dass die Steueröffnung hydraulisch mit
dem Vorratstank verbunden ist, während ein Ende der Förderleitung
mit einem weiteren Tank der Reinigungsvorrichtung, vorzugsweise
einem Tank mit einem geringeren Reinheitsgrad, oder einem Abflusssystem
der Reinigungsvorrichtung verbunden ist. Insbesondere kann die Reinigungsvorrichtung mindestens
zwei Reinigungszonen umfassen, wobei eine Transportvorrichtung der
Reinigungsvorrichtung dafür sorgen kann, dass das Reinigungsgut
in einer Transportrichtung durch die mindestens zwei Reinigungszonen
transportiert wird. Der Vorratstank kann dann mindestens einer ersten
Reinigungszone zugeordnet sein. Die Reinigungsvorrichtung kann insbesondere
eingerichtet sein, um die Reinigungsflüssigkeit aus dem
Vorratstank in die Förderleitung zu befördern.
Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Pumpe oder eine ähnliche
Fördereinrichtung vorgesehen sein, wie oben beschrieben
wurde. Dabei können auch Pumpen synergistisch genutzt werden, welche
ohnehin in der Reinigungsvorrichtung vorhanden sind, beispielsweise
Förderpumpen zur Beaufschlagung von Spülsystemen,
Sprühdüsen oder ähnlichem, oder Abwasserpumpen.
Der weitere Tank, in welchen das Ende der Förderleitung
der Vorrichtung zur Niveauregelung mündet, soll dann vorzugsweise
ein Tank sein, welcher mindestens einer in der Transportrichtung
vorgeschalteten zweiten Reinigungszone zugeordnet ist. Auf diese
Weise kann beispielsweise ein Überströmen gebrauchter
Reinigungsflüssigkeit aus einer saubereren Reinigungszone
in eine Reinigungszone geringeren Reinigungsgrades derart über
die Förderleitung gesteuert werden, dass, zumindest innerhalb
gewisser Grenzen, ein Unterschreiten eines Mindestniveaus in dem
saubereren Vorratstank durch zu starkes Ableiten in den vorgeschaltenen
weiteren Tank verhindert oder zumindest verlangsamt wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung, welche eingangs bereits
beschrieben wurde, umfasst die Reinigungsvorrichtung mindestens
eine Aufbereitungsvorrichtung zur Entfernung von Verunreinigungen
aus der Reinigungsflüssigkeit. Diese Aufbereitungsvorrichtung
kann beispielsweise mindestens eine der oben beschriebenen Einrichtungen umfassen,
beispielsweise einen Filter oder ähnliche Aufbereitungsvorrichtungen.
Besonders bevorzugt ist jedoch, aus den oben genannten Gründen,
die Verwendung mindestens eines Fliehkraftabscheiders, da bei derartigen
Fliehkraftabscheidern in der Regel vergleichsweise große
Flüssigkeitsströme erforderlich sind, um Verunreinigungen
abzutransportieren. Die Aufbereitungseinrichtung kann mit der Vorrichtung
zur Niveauregelung verbunden sein, insbesondere um Abwasser durch
die Förderleitung abzutransportieren.
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So
kann die Aufbereitungsvorrichtung mindestens einen Schmutzablauf
zum Ableiten einer verschmutzten Fraktion der Reinigungsflüssigkeit und
mindestens einen Reinablauf zum Ableiten einer gereinigten Fraktion
der Reinigungsflüssigkeit aufweisen. Insbesonde re der Schmutzablauf
kann mit der Förderleitung verbunden sein. Der Reinablauf hingegen
kann angeordnet sein, um ein Einströmen der gereinigten
Fraktion in den Vorratstank zu ermöglichen. Beispielsweise
kann die Aufbereitungsvorrichtung weiterhin einen Zulauf zum Zuführen
von aufzureinigender Reinigungsflüssigkeit aufweisen, welcher
mit dem Vorratstank verbunden ist. Beispielsweise kann mittels einer
Pumpe Reinigungsflüssigkeit aus dem Vorratstank zu dem
Zulauf befördert werden, wonach die aufgereinigte Fraktion
zurück in den Vorratstank geleitet wird, die verschmutzte
Fraktion hingegen durch die Förderleitung abtransportiert
wird.
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Beispielsweise
kann die Reinigungsvorrichtung mindestens ein Spülsystem
zum Beaufschlagen des Reinigungsguts mit der Reinigungsflüssigkeit aufweisen,
insbesondere mindestens ein Düsensystem. Dieses Spülsystem
kann über eine Spülleitung mit Spülflüssigkeit
aus dem Vorratstank beaufschlagbar sein, wobei der Zulauf der Aufbereitungsvorrichtung
mit der Spülleitung verbunden sein kann. Auf diese Weise
kann die aufzureinigende Fraktion, welche dem Zulauf der Aufbereitungsvorrichtung
zugeführt wird, aus der Spülleitung abgezweigt
werden.
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Die
vorgeschlagene Vorrichtung zur Niveauregelung sowie das entsprechende
Verfahren und die Reinigungsvorrichtung weisen gegenüber
bekannten Vorrichtungen und Verfahren zahlreiche Vorteile auf und
ermöglichen neue, vorteilhafte Ausführungsarten
von Niveauregelungen. So kann beispielsweise die Förderleitung
als rohrförmige Abwasserleitung der Aufbereitungsvorrichtung,
insbesondere des Fliehkraftabscheiders, ausgestaltet sein und kann
beispielsweise über eine bestimmte Strecke horizontal durch
den Vorratstank geführt werden, welche dann den Steuerabschnitt
oder einen Teil des Steuerabschnitts bildet. Dieser Steuerabschnitt
kann dann beispielsweise auf der vorgegebenen Mindesthöhe
des Füllstandes des Vorratstanks, beispielsweise eines
Spülmaschinentanks, angeordnet sein. Im weiteren Verlauf
kann die Förderleitung dann aus dem Tankbereich des Vorratstanks
herausgeführt werden. Auf diese Weise kann beispielsweise
das Abwasser, d. h. beispielsweise Reinigungsfluid mit hohem Schmutzanteil,
insbesondere in den in Transportrichtung vorgeschalteten Spülmaschinentank eingeleitet
werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Abwasser jedoch
auch direkt in einen Abwasseranschluss der Maschine, als Teil eines
Abflusssystems, geleitet werden.
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Der
bevorzugte horizontale Leitungsabschnitt kann an seiner Unterseite
die Steueröffnung in einer bestimmten Größe
aufweisen. Solange sich der Füllstand in dem Vorratstank
auf dem Niveau der Steueröffnung oder darüber
befindet, verschließt der Druck des Reinigungsfluids in
dem Vorratstank die Öffnung, und Abwasser aus dem Fliehkraftabscheider
kann ohne Behinderung weiter in Richtung des Abwasserrohrs strömen.
Unterschreitet der Füllstand im Vorratstank jedoch das
vorgegebene Mindestniveau, so wird die Steueröffnung an
der Unterseite des horizontalen Rohrabschnitts frei. Ab diesem Zeitpunkt
kann Abwasser aus dem Fliehkraftabscheider nicht mehr in Richtung
Ablauf strömen, sondern kann in den Tank zurückfallen.
Hierdurch kann verhindert werden, dass der Flüssigkeitsstand
im Vorratstank weiter absinkt. Ein solches Absinken könnte
zur Folge haben, dass über kurz oder lang beispielsweise eine
Umwälzpumpe des entsprechenden Vorratstanks, welche beispielsweise
ein Spülsystem speist, mit einer unzureichenden Menge an
Reinigungsflüssigkeit versorgt wird, wodurch beispielsweise
ein vollständiger Abschnitt der Reinigungsvorrichtung,
beispielsweise der Geschirrspülmaschine, ohne Funktion
wäre.
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Im
normalen Betrieb der Reinigungsvorrichtung kann beispielsweise Reinigungsflüssigkeit,
insbesondere Wasser mit oder ohne Hilfsstoffe, in einer ausreichenden
Menge aus einer nachfolgenden Zone, beispielsweise aus einer Frischwasserklarspülung,
dem beschriebenen Vorratstank zuströmen, so dass die Abwassermenge,
die der Fliehkraftabscheider benötigt, ausgeglichen werden
kann. Bei bestimmten Betriebszuständen der Reinigungsvorrichtung,
zum Beispiel bei besonderem Reinigungsgut, kann es allerdings zu
einer so genannten Wasserverschleppung kommen, so dass die regulär
zulaufende Wassermenge nicht ausreicht und deshalb ein Unterschreiten
des gewünschten Mindestniveaus im Vorratstank eintreten
würde. Diesem Fall kann die erfindungsgemäße
Ausgestaltung der Vorrichtung und der Reinigungsvorrichtung mit
einem minimalen Aufwand entgegenwirken.
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Die
Aufbereitungsvorrichtung kann insbesondere dem Vorratstank speziell
zugeordnet sein. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Niveauregelung
für den Vorratstank hergestellt werden, welche selbsttätig
und ohne Sensorik oder bewegte Bauteile in der Lage ist, das Niveau
im Vorratstank auf einem vorgegebenen Wert zu halten.
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Die
Förderleitung, welche beispielsweise als Abwasserleitung
ausgestaltet sein kann, kann beispielsweise als rohrförmige
Förderleitung ausgestaltet sein und kann beispielsweise
einen kreisförmigen, quadratischen oder annähernd
quadratischen, einen rechteckigen oder annähernd rechteckigen
oder einen anderen Querschnitt aufweisen. Die Steueröffnung,
welche beispielsweise an der Unterseite der Förderleitung
angeordnet sein kann, kann auf die Größe der Förderleitung
und/oder den im Betrieb vorhandenen Volumenstrom abgestimmt sein
und kann beispielsweise bei einem Rohr mit ca. 22 mm innerem Durchmesser
und einem Volumenstrom von ca. 80 l pro Minute eine Länge
von ca. 20 mm und eine Breite von ca. ebenfalls 20 mm aufweisen.
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Die
beschriebene Vorrichtung zur Niveauregelung in einer oder mehreren
der oben beschriebenen Ausführungsformen kann grundsätzlich
für beliebige Vorgänge eingesetzt werden, in welchen
eine Niveauregelung erforderlich ist. Auf diese Weise kann eine
einfache Niveauregelung, vorzugsweise ohne eine komplexe Steuerung
und/oder Sensorik, gewährleistet werden. Dies macht sich
besonders vorteilhaft in den genannten Reinigungsvorrichtungen bemerkbar,
insbesondere in Geschirrspülmaschinen. Bei derartigen Geschirrspülmaschinen
kann die Vorrichtung zur Niveauregelung beispielsweise dazu genutzt
werden, um auch andere Vorgänge, welche eine Niveauregelung
erforderlich machen, zu steuern. So kann ganz allgemein beispielsweise durch
eine Pumpe Spülflüssigkeit aus einem Tank weg
befördert werden, und es kann ein Unterschreiten eines
bestimmten Mindestniveaus im entsprechenden Tank vermieden werden.
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Ausführungsbeispiele
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Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung
mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen
Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination
miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele
beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den
Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen
Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich
ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente.
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Im
Einzelnen zeigt:
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1 eine
Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung
mit einer Vorrichtung zur Niveauregelung; und
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2 die
Vorrichtung zur Niveauregelung in einer Detaildarstellung.
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In 1 ist
ein mögliches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Reinigungsvorrichtung 110 dargestellt. Die Reinigungsvorrichtung 110 ist
in diesem Ausführungsbeispiel als Durchlaufgeschirrspülmaschine
ausgestaltet und weist eine Transportvorrichtung 112 zum
Transport des Reinigungsgutes auf. Das Reinigungsgut wird an einer Aufgabestelle 114 auf
die Transportvorrichtung 112 aufgebracht, beispielsweise
unmittelbar oder unter Verwendung von Körben, und wird
in einer Transportrichtung 116 durch die Reinigungsvorrichtung 110 transportiert,
um dann an einer Abnahmestelle 118 auslaufseitig der Reinigungsvorrichtung 110 in
gereinigtem Zustand wieder entnommen zu werden.
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Die
Reinigungsvorrichtung 110 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
mehrere Reinigungszonen auf, welche nacheinander von dem Reinigungsgut
durchlaufen werden. So ist eine Vorspülzone 120 vorgesehen,
mit einem Vorspültank 122 und einem Vorspülsystem 124,
welches über eine Vorspülpumpe 126 aus
dem Vorspültank 122 gespeist wird.
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Der
Vorspülzone 120 in Transportrichtung 116 nachgeordnet
und von dieser optional durch einen Trennvorhang 128 getrennt
ist eine Hauptspülzone 130 vorgesehen, mit einem
Hauptspültank 132 und einem über eine
Hauptspülpumpe 136 aus dem Hauptspültank 132 gespeisten
Hauptspülsystem 134.
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Der
Hauptspülzone 130 ist wiederum, durch einen optionalen
Trennvorhang 128 getrennt, eine Klarspülzone 138 nachgeschaltet,
welche sich in eine Pumpenklarspülzone 140 und
eine Frischwasserklarspülzone 142 unterteilt.
Die Klarspülzone 138 umfasst einen gemeinsamen
Klarspültank 144 und ein Pumpenklarspülsystem 146 der
Pumpenklarspülzone 140 sowie ein Frischwasserklarspülsystem 148 der
Frischwasserklarspülzone 142. Während
das Pumpenklarspülsystem 146 über eine
Klarspülpumpe 150 mit Klarspülflüssigkeit
aus dem Klarspültank 144 gespeist wird, wird das
Frischwasserklarspülsystem 148 über eine
Frischwasserleitung 152 aus einem Wasserzulauf 154 gespeist.
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Der
Klarspülzone 138 nachgeschaltet und von dieser
wiederum durch einen optionalen Trennvorhang 128 getrennt
ist eine Trocknungszone 156, welche beispielsweise über
ein Gebläse 158 und eine Abluftvorrichtung 160 verfügen
kann. Die Frischwasserleitung 152 kann beispielsweise durch
die Abluftvorrichtung 160, beispielsweise einen Wärmetauscher
dieser Abluftvorrichtung 160, geführt werden und
kann weiterhin einen Boiler 162 aufweisen, um das zulaufende
Wasser auf eine für die Klarspülung erforderliche
Temperatur zu bringen.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die in 1 gezeigte
Reinigungsvorrichtung 110 lediglich beispielhaft zu verstehen
ist, und dass auch andere Arten von Reinigungsvorrichtungen erfindungsgemäß ausgestaltet
werden können. Insbesondere kann die Reinigungsvorrichtung 110 hinsichtlich
der Art und Ausgestaltung der Spülzonen sowie die Art und
Ausgestaltung der Spülsysteme variiert werden. Auch vollständig
andere Aufbauten von Reinigungsvorrichtungen sind denkbar, beispielsweise
Einkammersysteme oder ähnliche Aufbauten.
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Die
Reinigungsvorrichtung 110 umfasst weiterhin eine Vorrichtung 164 zur
Niveauregelung, welche in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
zur Regelung eines Niveaus 166 im Klarspültank 144 dient
und welche gleichzeitig zur Aufbereitung der Reinigungsflüssigkeit in
dem Klarspültank 144 eingesetzt wird. Es sei jedoch
darauf hingewiesen, dass diese Vorrichtung 164 zur Niveauregelung,
mit und ohne Funktion zur Aufbereitung von Reinigungsflüssigkeit,
alternativ oder zusätzlich auch in anderen Bereichen der
Reinigungsvorrichtung 110 eingesetzt werden kann, beispielsweise
in einer oder mehreren der anderen Spülzonen 120, 130, 138, 140, 142.
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In 2 ist
eine Detaildarstellung dieser Vorrichtung 164 gemäß 1 gezeigt,
anhand derer der Aufbau und die Funktionsweise dieser Vorrichtung 164 erläutert
werden soll. Diese Vorrichtung 164 kann jedoch auch in
anderen Arten von Vorrichtungen, welche eine Niveauregelung erfordern,
eingesetzt werden.
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Die
Vorrichtung 164 umfasst in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
eine Aufbereitungsvorrichtung 168 zur Aufbereitung von
Reinigungsflüssigkeit aus dem Klarspültank 144.
Diese Aufbereitungsvorrichtung 168 ist im dargestellten
Ausführungsbeispiel als Fliehkraftabscheider 170 ausgestaltet
und umfasst einen Zulauf 172 zum Zuführen von
aufzureinigender Reinigungsflüssigkeit, einen Reinablauf 174 zum
Ableiten einer gereinigten Fraktion der Reinigungsflüssigkeit
und einen Schmutzablauf 176 zum Ableiten einer verschmutzten,
d. h. mit Verunreinigungen angereicherten Fraktion der Reinigungsflüssigkeit.
Für mögliche Ausgestaltungen des Aufbaus des Fliehkraftabscheiders 170 kann
beispielsweise auf die eingangs genannten Druckschriften des Standes
der Technik verwiesen werden, so dass auf diese Details in der folgenden
Beschreibung nicht eingegangen wird. Alternativ oder zusätzlich
zu dem Fliehkraftabscheider 170 kann die Aufbereitungsvorrichtung 168 jedoch
auch andere Arten von Aufbereitungsvorrichtungen umfassen, beispielsweise
Filter oder ähnliche Vorrichtungen.
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Der
Zulauf 172 der Aufbereitungsvorrichtung 168 ist
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über
eine Spülleitung 178 des Pumpenklarspülsystems 146 mit
dem Klarspültank 144 verbunden und wird somit
im Nebenstrom aus dem Pumpenklarspülsystem 146 über
die Klarspülpumpe 150 mit Reinigungsflüssigkeit
versorgt. Der Fliehkraftabscheider 170 scheidet Schwebstoffe,
die sich in der Reinigungsflüssigkeit ansammeln, ab und
verbessert hierdurch das Spülergebnis. Die gereinigte Spülflüssigkeit,
welche aus dem Reinablauf 174 austritt, gelangt über
einen Auslauf 180, beispielsweise in freiem Fall, zurück
in den Klarspültank 144. Die mit Schmutz angereicherte
zweite Fraktion des Fliehkraftabscheiders 170 hingegen,
welche am Schmutzablauf 176 austritt, wird über
eine Förderleitung 182, welche auch als Abwasserleitung 184 dienen
kann, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in eine
der in Transportrichtung 116 vorgeschalteten Spülzonen,
in diesem Beispiel beispielsweise in den Hauptspültank 132,
geleitet. Alternativ oder zusätzlich ist jedoch auch eine
Einleitung des Abwassers aus der Förderleitung 182 an
einer anderen Stelle der Reinigungsvorrichtung 110 möglich,
beispielsweise in einen anderen der dargestellten Tanks. Wiederum
alternativ oder zusätzlich kann auch eine Einleitung direkt
in ein Abwassersystem der Reinigungsvorrichtung 110 oder
in ein bauseitiges Abwassersystem erfolgen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist weiterhin lediglich eine Zone der Reinigungsvorrichtung 110 mit
einem Fliehkraftabscheider 170 ausgerüstet. Dies
stellt keine Beschränkung in den möglichen Ausführungsformen
dar. Es können auch mehrere oder alle Zonen mit derartigen
Fliehkraftabscheidern 170 ausgerüstet sein, ebenso
auch nur einzelne, andere Zonen anstelle der in dem Beispiel genannten
Klarspülzone 138. Weiterhin können anstelle
einer einzelnen Vorrichtung 164 bzw. eines einzelnen Fliehkraftabscheiders 170 auch
mehrere derartiger Vorrichtungen 164 bzw. mehrere derartiger
Fliehkraftabscheider 170 bzw. Aufbereitungsvorrichtungen 168 pro
Spülzone zum Einsatz kommen.
-
Anhand
der 2 soll weiterhin die Niveauregelung durch die
Vorrichtung 164 in dem Klarspültank 144 erläutert
werden. So weist die Förderleitung 182 einen im
Wesentlichen horizontal verlaufenden Steuerabschnitt 186 auf,
welcher über eine Steueröffnung 188 hydraulisch
mit dem Klarspültank 144 oder einem beliebigen
anderen Vorratstank, in welchem das Niveau der Reinigungsflüssigkeit
geregelt werden soll, verbunden ist. Die Steueröffnung 188 ist
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an der Unterseite
der Förderleitung 182 in dem Steuerabschnitt 186 angeordnet,
weist also in den Klarspültank 144 hinein. Mit
den Bezugsziffern 166 sind mögliche Niveaus der
Reinigungsflüssigkeit in dem Klarspültank 144 dargestellt,
wobei das obere der dargestellten Niveaus 166 auf Höhe
der Steueröffnung 188 liegt und damit gleichzeitig
ein Mindestniveau 190 charakterisiert, unter welches der
Stand der Reinigungsflüssigkeit nach Möglichkeit
in dem Klarspültank 144 nicht sinken sollte. Beispielsweise
kann durch Verschieben der Förderleitung 182 in
vertikaler Richtung dieses Mindestniveau 190 angepasst
werden. Selbstverständlich sind auch andere Niveaus als
die dargestellten Niveaus 166 in 2 möglich.
Ein Ende 192 der Förderleitung 182 ragt,
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über
einen Durchbruch 194 in einer Wand 196 zwischen
den Tanks 132 und 144 in den dem Klarspültank 144 vorgeschalteten
Hauptspültank 132 hinein und bildet eine Auslassöffnung, über welche
Flüssigkeit aus der Abwasserleitung 184 in diesen
Hauptspültank 182 strömen kann.
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Im
Betrieb der Vorrichtung 164 wird, wie oben beschrieben,
der Fliehkraftabscheider 170 im Nebenstrom aus dem Pumpenklarspülsystem 146 versorgt.
Das gereinigte Fluid der ersten Fraktion fällt über
den Auslauf 180 in den Klarspültank 144 zurück. Das
mit Schmutz angereicherte Abwasser des Fliehkraftabscheiders 170 wird über
die Abwasserleitung 184 im Beispiel in die Hauptspülzone 130 geleitet. Der
Steuerabschnitt 186 der rohrförmigen Abwasserleitung 184 der
Vorrichtung 164 verläuft zumindest teilweise horizontal
auf der vorgegebenen Höhe des Mindestniveaus 190 durch
den Klarspültank 144.
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Im
weiteren Verlauf führt diese Abwasserleitung 184 dann
aus dem Klarspültank 144 heraus und leitet das
Abwasser (Reinigungsfluid mit hohem Schmutzanteil) zum Beispiel
in den vorherigen Spülmaschinentank, in diesem Fall den
Hauptspültank 132. Der horizontale Steuerabschnitt 186 mit
der Steueröffnung 188 einer vorgegebenen Größe
definiert das Mindestniveau 190. Solange der Füllstand im
Klarspültank 144 sich auf dem Niveau der Steueröffnung 188 oder
darüber befindet, strömt das Abwasser aus dem
Fliehkraftabscheider 170 ohne Behinderung weiter in Richtung
des Endes der Förderleitung 192 und tritt an diesem
Ende 192 aus. Unterschreitet der Füllstand im
Klarspültank 144 hingegen das vorgegebene Mindestniveau 190,
verursacht beispielsweise durch besondere Betriebsbedingungen wie
Wasserverschleppung, wird die Steueröffnung 188 an
der Unterseite des horizontalen Steuerabschnitts 186 frei.
Ab diesem Zeitpunkt strömt das Abwasser aus dem Fliehkraftabscheider 170 nicht
mehr in Richtung des Endes 192, sondern fällt
durch die Steueröffnung 188 in den Klarspültank 144 zurück. Dadurch
wird verhindert, dass der Flüssigkeitsstand im Klarspültank 144 weiter
absinkt. Wenn durch das regulär zulaufende Wasser, beispielsweise
aus einer nachgeschalteten Zone der Reinigungsvorrichtung 110,
der Flüssigkeitsstand im Klarspültank 144 wieder
ergänzt ist, wird die Steueröffnung 188 wieder verschlossen,
und der Abwasserstrom aus dem Fliehkraftabscheider 170 tritt
wieder an der Auslassöffnung am Ende 192 der Förderleitung 182 aus.
Die Steueröffnung 188 an der Unterseite des Steuerabschnitts 186,
welcher auf Höhe des Mindestniveaus 190 geführt
ist, ist vorzugsweise auf die Größe des Rohrs
des rohrförmigen Steuerabschnitts 186 und/oder
den im Betrieb vorhandenen Volumenstrom abgestimmt und ist beispielsweise
bei einem Rohr mit ca. 20 mm innerem Durchmesser und einem Volumenstrom
von ca. 80 l pro Minute ca. 20 mm lang und ca. 20 mm breit.
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Über
das in 1 dargestellte Beispiel hinaus kann eine erfindungsgemäße
Vorrichtung 164 zur Niveauregelung, insbesondere mit einer
Aufbereitungsvorrichtung 168 (mit oder ohne Fliehkraftabscheider 170)
auch an Durchlaufgeschirrspülmaschinen mit weniger oder
mehreren Tanks als dargestellt zum Einsatz kommen, oder auch an
einer Eintank-Geschirrspülmaschine. Weiterhin ist im Zusammenhang
mit 2 beschrieben, dass der Steuerabschnitt 186 unmittelbar
in dem Klarspültank 144 angeordnet ist und auf
Höhe des Mindestniveaus 190 geführt ist.
Denkbar ist jedoch auch eine Ausführung, bei welcher die
hydraulische Verbindung zwischen dem Klarspültank 144 und
der Steueröffnung 188 bzw. dem Steuerabschnitt 186 auf
andere Weise erfolgt. Beispielsweise kann die hydraulische Verbindung
derart erfolgen, dass der Steuerabschnitt 186 nicht direkt
in dem Klarspültank 144 geführt ist,
sondern in einem separaten Steuertank, beispielsweise in einem mit
dem Klarspültank 144 hydraulisch verbundenen Nebenbehälter.
-
Neben
der Integration einer Aufbereitungsvorrichtung 168 in die
Vorrichtung 164 zur Niveauregelung kann die Vorrichtung 164 auch
für andere Vorgänge in den Reinigungsvorrichtungen 110 benutzt werden,
bei denen beispielsweise durch eine Pumpe Spülfluid aus
einem Tank weg befördert wird und ein Unterschreiten eines
bestimmten Mindestniveaus im entsprechenden Tank verhindert werden
soll. Dementsprechend ist die Vorrichtung 164 zwar vorteilhaft im
Zusammenhang mit der Aufbereitung von Reinigungsflüssigkeit
einsetzbar, kann jedoch gewinnbringend, kostengünstig und
auf einfache Weise auch für andere Arten der Niveauregelung
eingesetzt werden.
-
- 110
- Reinigungsvorrichtung
- 112
- Transportvorrichtung
- 114
- Aufgabestelle
- 116
- Transportrichtung
- 118
- Abnahmestelle
- 120
- Vorspülzone
- 122
- Vorspültank
- 124
- Vorspülsystem
- 126
- Vorspülpumpe
- 128
- Trennvorhang
- 130
- Hauptspülzone
- 132
- Hauptspültank
- 134
- Hauptspülsystem
- 136
- Hauptspülpumpe
- 138
- Klarspülzone
- 140
- Pumpenklarspülzone
- 142
- Frischwasserklarspülzone
- 144
- Klarspültank
- 146
- Pumpenklarspülsystem
- 148
- Frischwasserklarspülsystem
- 150
- Klarspülpumpe
- 152
- Frischwasserleitung
- 154
- Wasserzulauf
- 156
- Trocknungszone
- 158
- Gebläse
- 160
- Abluftvorrichtung
- 162
- Boiler
- 164
- Vorrichtung
zur Niveauregelung
- 166
- Niveau
im Klarspültank
- 168
- Aufbereitungsvorrichtung
- 170
- Fliehkraftabscheider
- 172
- Zulauf
- 174
- Reinablauf
- 176
- Schmutzablauf
- 178
- Spülleitung
- 180
- Auslauf
- 182
- Förderleitung
- 184
- Abwasserleitung
- 186
- Steuerabschnitt
- 188
- Steueröffnung
- 190
- Mindestniveau
- 192
- Ende
der Förderleitung
- 194
- Durchbruch
- 196
- Wand
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 1965828
A1 [0003]
- - DE 1703612 A1 [0003]
- - DE 6602300 U [0003]
- - DE 19836739 A1 [0003]
- - DE 1250979 A1 [0003, 0007]