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Die Erfindung bezieht sich auf einen Wirbel-Wäscher zum Abscheiden
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von festen und/oder flüssigen Partikeln aus Gasen, insbesondere zum
Reinigen von Ablüften aus Lackspritzkabinen, mit einem Einströmteil und einem mit
diesem verbundenen Düsenteil, an dessen Austritt das verwirbelte Gas-Partikel-Wasser-Gemisch
abgesaugt wird.
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Auswasch-Systeme, z.B. Wirbel-Wäscher, sind in vielfältiger Weise
verwendbar, z.B. zum Abscheiden, Auswaschen, Benetzen und Reinigen von Ablüften
aus Lackspritzkabinen, Abreib- und Abdunstzonen. Darüberhinaus sind aber derartige
Wäscher generell zur Reinigung aller industrieller Ablüfte verwendbar, die vorwiegend
klebrige Lackpartikel, Stäube oder sonstige Partikel oder Verunreinigungen enthalten.
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Auswasch-Systeme der eingangs bezeichneten Art sind bereits bekannt
geworden. Sie kommen häufig in Lackspritzanlagen, z.B. für Karosserien von Kraftfahrzeugen,
zum Einsatz, wobei der Wirbel-Wäscher unterhalb der Spritzkabine angeordnet ist.
Hinsichtlich des Standes der Technik, von der die vorliegende Anmeldung ihren Ausgang
nimmt, wird auf die DT-AS 14 27 597, die DT-OS 24 58 612 und die DT-AS 12 66 188
verwiesen.
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Der wesentliche Nachteil der bekannten Auswasch-Systeme besteht darin,
dass der durch den Auswaschwirbel erzeugte, also systembedingte Lärm durch die Innenwandung
des Wäschergehäuses nach oben in die Spritzkabine abgestrahlt wird. Dies stellt
eine grosse Belastung des in der Spritzkabine arbeitenden Bedienungspersonals dar
und kann gesundheitliche Schäden bei demselben hervorrufen, zumindest aber eine
nicht unbeträchtliche Beeinträchtigung der Arbeitsleistung bewirken.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wirbel-Wäscher der
eingangs bezeichneten Art so auezugestalten, dass seine Geräuschemission auf ein
Minium herabgemindert wird.
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Gemäss der Erfindung wird das Problem im wesentlichen dadurch gelöst,
dass innerhalb des Wäschergehäuses zwischen Einströmteil und Düsenteil ein im Querschnitt
konischer oder im wesentlichen konischer Einströmkörper mit entgegen der Einströmrichtung
des Gas-Partikel-Wasser-Gemisches gerichteter Spitze angeordnet ist.
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Durch den erfindungsgemässen Einströmkörper wird vorteilhaft eine
direkte Schallabstrahlung nach oben in die Kabine verhindert.
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Ausserdem zeichnet sich der erfindungsgemässe Wirbel-Wäscher durch
eine niedrige Luftgeschwindigkeit im Einlaufteil aus, was sich wiederum hinsichtlich
einer möglichst niedrigen Geräuschentwicklung günstig auswirkt.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, den
Einströmkörper unmittelbar oberhalb des Düsenbereiches, in dem der Auswaschwirbel
entsteht, anzuordnen, wobei der Einströmkörper die Düsenautrittsfläche nach oben
hin abdeckt. Hierdurch wird eine besonders wirksame Unterbindung der Schallabstrahlung
nach oben erzielt.
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Eine zweckmässige Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Einströmkörper giebeldachförmig ausgebildet ist und dass der Grat des Einströmkörpers
in Längsrichtung des Wäschergehäuses gerichtet ist. Bei Wirbel-Wäschern mit einem
symmetrischen Wäschergehäuse empfiehlt es sich hierbei, den vorzugsweise ebenfalls
symmetrisch ausgebildeten Einströmkörper mit Bezug auf das Wäschergehäuse mittig
oder im wesentlichen mittig anzuordnen, derart, dass die Symmetrieebene des Wäschergehäuses
zugleich die Symmetrieebene des Einströmkörpers ist. Hierdurch lassen sich gleichmässige
Strömungsverhältnisse innerhalb des Wäschers erzielen.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen,
den Einströmkörper herausnehmbar in dem Wäschergehäuse anzuordnen. Durch diese Massnahme
wird eine problemlose Einstellung und Inspektion des Wäschers möglich. Die Wartung
des Wäschers wird dadurch wesentlich erleichtert; so kann z.B. die bei bekannten
Wäschern erforderliche Begehung von unten entfallen.
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Ein weiterer wesentlicher Erfindungsgedanke besteht darin, die Schallemission
des erfindungsgemässen Wäschers zusätzlich noch durch eine möglichst grosse Eigenschalldämpfung
der Wäscherbauteile zu verringern. Es wird diesbezüglich vorgeschlagen, den Einströmkörper,
vorzugsweise aber auch das Wäschergehäuse, in Sandwichbauweise zu fertigen. Im einzelnen
können hierbei der Einströmkörper und das Wäschergehäuse an denjenigen Flächen,
die nicht mit dem Gas-Partikel-Wasser-Gemisch in Berührung kommen, mit einem Schalldämm-Material
beschichtet und/oder einem Schallabsorptionsmaterial ausgekleidet sein. Eine weitere
Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die mit dem einströmenden Gas-Partikel-Wasser-Gemisch
unmittelbar in Berührung kommenden Fächen des Wäschers mit lackabweisendem Anstrich
oder lackabweisendem Kunststoff zu beschichten.
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Diese Massnahme trägt zur angestrebten Wartungsfreundlichkeit des
Wäschers wesentlich bei.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können anhand von
Ausführungsbeispielen aus der Zeichnung und aus der nachstehenden Zeichnungsbeschreibung
entnommen werden. Es zeigen: Fig. 1 - 11 verschiedene Ausführungsformen eines Wirbel-Wäschers
nach der Erfindung, jeweils im Vertikalschnitt,
Fig. 12 in stark
vergrösserter Darstellung, die Einzelheit "A" aus Fig. 1, 5, 7 und 10, Fig. 13 in
Darstellung eintsprechend Fig. 12, die Einzelheit "B" aus Fig. 2, 6, 8 und 11, Fig.
14 in Darstellung entsprechend Fig. 12 und 13, die Einzelheit "C" aus Fig. 1, 2,
3, 6, 8 und 11, Fig. 15 in Darstellung entsprechend Fig. 12, 13 und 14, die Einzelheit
"D" aus Fig. 1 und 3 und Fig. 16 in Darstellung entsprechend Fig. 12-15, die Einzelheit
"E" aus Fig. 3, 8, 9 und 11.
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Der - beispielsweise unterhalb einer Lackspritzkabine für Kraftfahrzeug-Karosserien
angeordnete - erfindungsgemässe Wirbel-Wäscher besteht bei allen gezeigten Ausführungsformen
jeweils aus einem Wäschergehäuse 10, welches ein Einströmteil 11 und ein Düsenteil
12 besitzt. Die Strömungsrichtung des in das Wäschergehäuse 10 einströmenden Gas-Partikel-Wasser-Gemisches
ist durch Pfeile 13 verdeutlicht. Das Wäschergehäuse 10 ist ferner (in der zur Zeichenebene
senkrechten Richtung) länglich ausgebildet und weist einen symmetrischen Querschnitt
auf. Die vertikale Symmetrieebene ist hierbei durch eine strichpunktierte Linie
14 gekennzeichnet.
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Das Wäschergehäuse 10 ist in seinem Einströmteil 11 in Strömungsrichtung
13 zunächst konvergierend ausgebildet und erweitert sich anschliessend im Bereich
des Düsenteils 12 wieder, um schliesslich sich zum Düsenaustritt 15 hin erneut zu
verengen.
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Wie die Zeichnung weiterhin zeigt, ist im Inneren des Wäschergehäuses
10 ein ebenfalls symmetrischer Einströmkörper 16 angeordnet, dessenSymmetrieebene
sich mit der Symmetrieebene 14 des Wäschergehäuses 10 deckt. Der Einströmkörper
16 ist im Querschnitt konisch ausgebildet, wobei seine Grundfläche 17 dem Düsenaustritt
15 und sein Grat 18, der sich in der Zeichnung als Spitze darstellt, dem Einströmteil
11 zugeordnet ist, Das Wäschergehäuse besitzt im Inneren eine Haltevorrichtung 19,
auf der der Einströmkörper 16 herausnehmbar angeordnet ist.
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Die Zeichnung macht deutlich, dass der Einströmkörper 16 eine den
Düsenaustritt 15 überdeckende Grundfläche 17 aufweist und unmittelbar oberhalb des
Düsenbereiches, in dem sich der mit 20 bezifferte Auswaschwirbel bildet, angeordnet
ist.
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Ein weiteres allen Ausführungsformen gemeinsames Merkmal besteht darin,
dass der Einströmkörper 16 hohl und in Richtung auf den Düsenaustritt 15 hin offen
ausgebildet ist.
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Wie die vergrösserte Schnittdarstfllung nach Fig. 12 verdeutlicht,
kann das Wäschergehäuse 10 und der Einströmkörper 16 aus einem Verbund mehrerer
Werkstoffe bestehen. So ist bei der Ausführungsform nach Fig. 12 das Grundmaterial,
bei dem es sich um Stahl, Leichtmetall oder Kunststoff handeln kann, mit 21 bezeichnet.
Das Grundmaterial 21 ist auf der Seite, auf der die Strömung auftrifft, mit einem
lackabweisenden ueberzug 22 beschichtet. Auf der entgegengesetzten Seite des Grundmaterials
21 ist ein Schalldämm-Material 23 aufgebracht. Dieses ist schliesslich noch mit
einer dicken Schicht des Schallabsorptionsmaterials 24 ausgekleidet. Die Schichten
23 und 24 können hierbei entweder separat nacheinander aufgebracht werden oder als
vorgefertigtes Verbundteil an dem Grundmaterial 21 befestigt werden.
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Ein Beispiel für den Wandaufbau der Ausführungsformen nach Fig. 2,
6, 8 und 11 zeigt Fig. 13. Das Grundmaterial des Wäschergehäuses 10 und des Einströmkörpers
16 ist wiederum mit 21 bezeichnet. Es kann aus Stahl, Leichtmetall oder Kunststoff
bestehen. Bei dieser Ausführungsform ist lediglich an den nicht mit der Strömung
in Berührung kommenden Flächen ein Schallabsorptionsmaterial 24 aufgebracht.
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Das im vorstehenden Gesagte gilt übrigens auch für den Aufbau des
bei den Ausführungsformen nach Fig. 5, 6, 10 und 11 vorgesehenen und mit 25 bezeichneten
Pralltellexßunterhalb des Düsenaustrittes 15.
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Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1, 2, 3, 6, 8 und 11 kann der
Wandaufbau der Teile 10, 16 und 25 alternativ auch, wie aus Fig. 14 ersichtlich,
erfolgen. Hier ist lediglich das Grundmaterial 21 (Stahl, Leichtmetall oder Kunststoff)
an der Seite, auf die die Strömung auftrifft, mit einem lackabweisenden Überzug
22 versehen.
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Nach Fig. 15 besteht der erfindungsgemässe Wirbel-Wäscher, z.B.
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in einer Ausführungsform nach Fig. 12, 13 und 14, hinsichtlich seines
Grundmaterials 21 aus Stahl oder Leichtmetall. Das Grundmaterial 21 ist an der mit
dem einströmenden Gas-Partikel-Wasser-
Gemisch in Berührung kommenden
Seite mit einem lackabweisenden Überzug 22 und auf der entgegengesetzten Seite mit
einem Antidröhn-Schalldämm-Material 23 beschichtet.
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Auch nach Fig. 16 besteht das Grundmaterial des erfindungsgemässen
Wirbel-Wäschers, in diesem Fall in seiner Ausführungsform nach Fig. 3, 8, 9 und
11, aus einem mit 21 bezeichneten Stahl- oder Leichtmetallwerkstoff. Dieses ist
lediglich auf der dem einströmenden Gas-Partikel-Wasser-Gemisch abgewandten Seite
beschichtet, und zwar - ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 15 -mit einem
Antidröhn-Schalldämm-Material 23.
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Sofern das Wäschergehäuse 10 aus einzelnen Metallblechen (z.B.
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Stahl oder Aluminium) besteht, können diese - wie z.B. in Fig. 7 -11
angedeutet mit ihren Kanten aneinanderstossend in geeigneter Weise verbunden, z.B.
miteinander verschweisst sein. Auch der Einströmkörper 16 kann als eine entsprechende
Schweisskonstruktion ausgebildet sein.
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Wie bereits o. a., kann jedoch für die Herstellung des Wäschergehäuses
10 und/oder des Einströmkörpers 16 auch ein Kunststoff verwendet werden. Hierbei
sollte darauf geachtet werden, dass es ein lack- und festkörperabweisender Kunststoff
ist.
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Um ein Absetzen von Festkörper- bzw.Lackpartikeln auf der Oberfläche
des Einströmkörpers 16 zu verhindern, ist es alternativ aber auch möglich, den Einströmkörper
16 mittels der ohnehin vorhandenen Umwälzflüssigkeit zu berieseln.
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Auch der bereits oben erwähnte, bei den Ausführungsformen nach Fig.
5, 6, 10 und 11 unterhalb des Düsenaustritts 15 angeordnete an sich bekannte Prallteller
25 kann zwecks Reduzierung des Schallpegels aus Kunststoff oder Metall gefertigt
und - im letzteren Fall - mit Schalldämm-Material und/oder Schallabsorptionsmaterial
ausgekleidet sein.
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Im Falle der Verwendung von Kunst torf zur Herstellung des Wäschergehäuses
10 und/oder Einströmkörpers 16 empfiehlt es sich, diese Bauteile jeweils einteilig
als Gussteil zu fertigen.
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Hierdurch ergeben sich Vereinfachungen und Kosteneinsparungen bei
der Herstellung. Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt hierbei darin, dass es
leicht möglich ist, die z.B. aus den Ausführungsformen nach Fig. 1 - 6 ersichtlichen
abgerundeten Querschnittsübergänge des Wäschergehäuses 10 zu verwirklichen.
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Durch diese abgerundeten Querschnittsübergänge ist eine reibungsarme
und damit vergleichsweise geringe Geräusche erzeugencle Umlenkung der Strömung gewährleistet.
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Das im vorstehenden Gesagte gilt aber nicht nur hinsichtlich des Wäschergehäuses
10, sondern auch hinsichtlich des Einströmkörpers 16. Eine Ausführungsform des Einströmkörpers
16 (mit 16 a bezeichnet), bei dem die Querschnittsübergänge ebenfalls abgerundet
ausgebildet sind, ist aus Fig. 2 und 6 ersichtlich.
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Die Aussenflächen des Einströmkörpers 16 a verlaufen hier etwa parallel
zu den Innenflächen des Wäschergehäuses 10, wodurch sich eine besonders reibungsarme
Umlenkung des Gas-Partikel-Wasser-Gemisches im Innern des Wäschers ergibt.
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Ein weiteres besonderes Merkmal des erfindungsgemässen Wirbel-Wäschers
gemäss Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 4, 6, 8, 9 und 11 ist darin zu sehen, dass
der Düsenaustritt 15 durch 2 Blech- oder Kunststoffteile 26, 27 gebildet wird. Diese
sind an dem Düsenteil 12 derart verstellbar angeordnet, dass sich der Düsenaustritt
15 je nach Bedarf erweitern und verengen lässt.
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Bei dieser Ausfürhungsform kann ein zusätzlicher Prallteller 9 5,
wie er aus Fig. 5, 6, 10 und 11 ersichtlich ist, entfallen.
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Fig. 5 zeigt eine Variante, bei der die den hier mit 15 a bezeichneten
Düsenaustritt bildenden Blech- oder Kunststoffteile 26 a und 27 a - im Gegensatz
zu den Ausführungsformen nach Fig. 1 - 4, 6, 8, 9 und 11 - nach aussen abgewinkelt
sind. Auch dieses Merkmal kann bei bestimmten Strömungsverhältnissen eine geeignete
Massnahme zur Schallreduzierung des sich unterhalb des Einströmkörpers 16
ausbildenen
Strömungswirbels darstellen.
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Zusammenfassend gesagt, zeichnet sich der aus der Zeichnung ersichtliche
und im vorstehenden beschriebene erfindungsgemässe Wirbel-Wäscher durch eine niedrige
Geschwindigkeit des Gas-Partikel-Wasser-Gemisches innerhalb des Einlaufteils 11
aus, wodurch bereits in diesem Bereich die Entstehung starker Geräusche vermieden
wird. Hierbei findet bereits eine Vorkontaktierung der in dem Gemisch enthaltenen
Festkörperpartikel oder sonstiger Partikel (z.B. Lackteilchen) mit der zur Auswaschung
benutzten Umwälzflüssigkeit statt, wodurch eine Verbesserung des Auswaschungsvorganges
erreicht wird.
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Weitere wesentliche Vorteile des erfindungsgemässen Wirbel-Wäschers
liegen in den niedrigen Fertigungskosten sowie in der geringen Bauhöhe gegenüber
bekannten Auswaschsystemen. Durch die Einhaltung der Einbaumasse kann der erfindungsgemässe
Wäscher überdies auch in bereits bestehende Anlagen z.B. Lackspritzanlagen mit Prallventuri
eingesetzt werden.
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