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Verfahren zum Reinigen von verschmutzten Gegenständen
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una Reinigungseinrlchtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von verschmutzten Gegenständen nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf eine Reinigungseinrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens.
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Bei einem bekannten derartigen Verfahren werden als Feststoffkörner
Sandkörner verwendet. Dabei muß der Sand vor der Ableitung der verbrauchten Reinigungsflotte,
beispielsweise in die Kanalisation, aus der Reinigungsflotte abgetrennt werden.
Hierzu ist ein beträchtlicher apparativer Aufwand erforderlich, beispielsweise ein
relativ großes Klärbecken. Weiter ist es in vielen Anwendungsfällen erwünscht, bei
dem Reinigungsvorgang anfallende organische Stoffe, wie beispielsweise abgeschlagenen
Schmutz und grobe Schmutzteile, ins Abwasser abzugeben, was bei dem bekannten Verfahren
jedoch nicht ohne weiteres möglich ist. Hierzu mußten nämlich die Schmutzteile von
den Sandkörnern getrennt werden, die nicht ins Abwasser gelangen deren. Eine solche
Trennung ist jedoch nur mit weiterem großem Aufwand und im allgemeinen nicht vollständig
möglich, da die Sandkörner an den Schmutzteilen anhaften und da als Bruchstücke
der beim Reinigungsvorgang teilweise zerbrechenden Sandkörner anfallende Sandpartikel
in die Schmutzpartikel und Schmutzteilchen eindringen und von dieser tZv,olutindig
getrennt werden,
Das bekannte Verfahren läßt sich daher nicht anwenden
in Fällen, wo für die Vorklärung der verbrauchten Reinigungsflotte vor ihrer Einleitung
als Abwasser in die Kanalisation kein genügender Platz zur Verfügung steht. Darüber
hinaus ergeben sich besondere Schwierigkeiten dann, wenn mit dem bekannten Verfahren
eiweiß- und fetthaltige, ggf. verkohlte Verschmutzungen beseitigt werden sollen,
da hierbei die Bindung zwischen Schmutzteilchen und Feststoffkörnern bzw. deren
Rückständen in besonders hohem Maße auftritt. So hat es sich bisher als unmöglich
erwiesen, das bekannte Verfahren in Großküchen zur Reinigung von Kochgeratschaften
und in Betrieben der Nahrungsmittelindustrie zur Reinigung verschmutzter Zubereitungsgefäße
einzusetzen, wenn eine Einleitung der verbrauchten Reinigungsflotte in die Kanalisation
ohne aufwendige Vorklärung erforderlich war.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
genannten Art derart weiterzubilden, daß eine Abscheidung der Feststoffkörner aus
der verbrauchten Reinigungsflotte und eine Trennung der Feststoffkörner und deren
Rückstände von Schmutzpartikeln vor der Abfuhr der verbrauchten Reinigungsflotte
als Abwasser nicht erforderlich sind.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs
genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Maßnahme
gelöst.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung werden Feststoffkörner verwendet,
von denen nach Gebrauch nur noch fein suspendierte Partikel im Abwasser übrig bleiben
und/o#er die sich nach Gebrauch auflösen, so daß das Abwasser von ihnen nicht belastet
wird. Daher erübrigt sich eine Abtrennung von Schmutzresten oder eine
Rückgewinnung
der Feststoffkörner. Andererseits bleiben die Feststoffkörner nach ihrer Zugabe
zur Reinigungsflotte genügend lange unzerstört und ungelöst, um ihre Aufgabe als
abrasiv wirkende, auch groben Schmutz von den verschmutzten Gegenständen entfernende
Teilchen zu erfüllen; da die Lebensdauer der Feststoffkörner in der Reinigungsflotte
ein Vielfaches der Rezirkulationsdauer beträgt, wird jedes Korn mit der auf den
zu reinigenden Gegenstand als Strahl aufgebrachten Reinigungsflotte mehrmals oder
vielfach auf den Gegenstand und dessen Schmutzatellen geschleudert.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist besonders geeignet zum Reinigen
von verschmutzten, der Nahrungsmittelherstellung oder Speisenzubereitung dienender
Gerätschaften von eiweiß- und/oder fetthaltigem Schmutz, da auch dann, wenn einzelne
Feststoffkörner an Schmutzresten anhaften oder in diese eindringen, diese Feststoffkörner
suspendiert oder aufgelöst werden, so daß die verbleibenden, rein organischen Schmutzreste
unbedenklich in ein Abwassernetz eingeleitet werden können.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung kann, wie sich aus Vorstehendem
ergibt, die Reinigungsflotte nach Gebrauch ohne vorherige Xlärmaßnahmen unmittelbar
in ein Abwassernetz, beispielsweise die öffentliche Kanalisation, eingeleitet werden.
Damit kann das Verfahren unabhängig von zur Vorklärung dienenden Klärbecken und
anderen Kläreinrichtungen überall dort angewendet werden, wo solche Klärmaßnahmen
wegen ihres Aufwands oder des damit verbundenen RaPsmbedarfs seither nicht durchgeführt
werden konnten, insbesondere bei in Großstädten angesiedelten Betrieben der Nahrungsmittelherstellung
und in Großküchen von Restaurants, Kantinen, Krankenhäusern usw.
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Eine wichtige Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht
darin, daß Feststoffkörner verwendet werden, die zumindest teilweise aus den waschaktiven
Substanzen bestehen, die in der verwendeten Reinigungsflotte üblicherweise enthalten
sind. Damit werden bei der Auflösung und dem Zerfall der Feststoffkörner aus diesen
die waschaktiven Substanzen freigesetzt. Damit kann dem allmählichen Verbrauch der
ursprünglich in der Reinigungsflotte vorhandenen waschaktiven Substanzen durch Freisetzung
weiterer waschaktiver Substanzen entgegengewirkt werden, oder es kann auch zunächst
die Reinigungsflotte ohne einen merklichen Gehalt an waschaktiven Substanzen ausschließlich
mit einem gewissen Gehalt an Feststoffkörnern verwendet werden, um den starken Schmutz
der zu reinigenden Gegenstände zu lösen, um danach allmählich in dem Maß, in dem
die waschaktiven Substanzen aus den Feststoffkörnern in Lösung gehen, die ursprünglich
überwiegend mechanische Reinigung zunehmend durch eine chemisch wirksame Reinigung,
nämlich mittels der waschaktiven Substanzen, zu ersetzen. Die waschaktiven Substanzen
können dabei von üblicher Art sein, wie sie in industriellen und auch Haushalts-Spülmaschinen
für Tabletts, Kochgerätschaften und Geschirr verwendet werden, die als Bestandteile
Alkali und andere laugenbildende Stoffe, Tenside, chlorabspaltende Produkte, fettemulgierende
Substanzen, Netzmittel, Tnhibitoren usw.
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aufweisen. Zweckmäßig ist jedoch der Gehalt der waschaktiven Substanzen
an Phosphaten gering.
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Wenn die Feststoffkörner einen Gehalt an waschaktiven Substanzen haben,
so enthalten sie zweckmäßig jedoch auch einen Anteil an Füllstoff, der das Inlösunggehen
der in den Körnern enthaltenen löslichen waschaktiven Substanzen verlangsamt. Damit
wird die Herstellung der
Feststoffkörner aus üblichen, relativ
schnell löslichen waschaktiven Substanzen erleichtert, indem diese beispielsweise
im Gemisch mit dem Füllstoff granuliert werden.
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Der Füllstoff kann beispielsweise so wirken, daß er feinste, in den
Feststoffkörnern enthaltene Partikel der waschaktiven Substanzen umhüllt und während
einer gewissen, im Hinblick auf die angestrebte Lebensdauer der Feststoffkörner
genügenden Zeit gegen den Zutritt der Reinigungsflotte schützt, bis bei der zunehmenden
Auflösung oder Suspendierung des Füllstoffes auch die waschaktiven Substanzen freigesetzt
werden. Der Füllstoff kann auch ein chemisch als Inhibitor wirksamer Stoff sein.
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Zweckmäßig werden Feststoffkörner mit einem Füllstoff verwendet, der
in gelöster oder suspendierter Form seinerseits reinigend wirkt, wie dies beispielsweise
bei Wasserglas der Fall ist, das bekanntlich als Zusatz zu waschaktiven Stoffen
deren Reinigungswirkung unterstützt, oder bei Kreide, die unabhängig von den waschaktiven
Stoffen reinigend und polierend wirkt. Weiter werden zweckmäßig Feststoffkörner
mit einem Füllstoff verwendet, der zur Erhöhung der Festigkeit der Körner als Bindemittel
für in den Körnern enthaltene Partikel von reinigungsaktiven Substanzen wirkt. Auch
hierzu kann als Beispiel Wasserglas genannt werden, das in trockener Form die waschaktiven
Partikel zugleich umgibt und gegen die es lösende Reinigungsflotte abschirmt sowie
auch eine Bindung zwischen den Partikeln bewirkt.
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Auch andere Substanzen sind in ähnlicher Weise als Sullstoff und Bindemittel
geeignet, beispielsweise in Wasser lösliche oder suspendierbare Klebstoffe.
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Weiter ist es bei Verwendung eines Füllstoffs zweckmäßig, wenn dieser#
im ungelösten a bzw. nicht suspendierten
?#ustand eine große Härte
Festigkeit und auch Wichte aufweist. Die Härte und Wichte der Feststoffkörner soll
im Interesse einer großen Wirksamkeit und einer günstigen Ausnutzung der ihnen mitgeteilten
kinetischen Energie beim Auftreffen auf den Schmutz möglichst hoch sein.
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Die Festigkeit der Feststoffkörner soll groß sein, damit sie auch
bei fortschreitender Auflösung noch beim harten Auftreffen auf die zu reinigenden
Gegenstände nicht zersplittern und damit möglichst weitgehend die gewünschte mittlere
Gebrauchslebensdauer erreichen. Zweckmäßig liegen die Härte und Festigkeit der Feststoffkörner
annähernd bei derjenigen von Quarzsandkörnern.
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Die linearen Abmessungen der Feststoffkörner liegen zweckmäßig zwischen
1 mm und 4 mm; zweckmäßig untereinander gleiche Abmessungen aller Feststoffkörner
von 2 mm haben sich am günstigten erwiesen. Weiter ist es günstig, wenn die Feststoffkdrner
eine abgerundete und vorzugsweise zumindest annähernd kugelige Form haben, wodurch
ihr Eindringen in Schmutzreste und deren Aufbrechen ohne eigenes Zerbrechen gefördert
wird, und wenn weiter die Feststoffkörner eine glatte Oberfläche aufweisen, da hierdurch
die letztgenannten Wirkungen unterstützt werden und überdies erreicht wird, daß
die Feststoffkörner in möglichst geringem Umfang an Schmutzresten anhaften, was
die Kraft ihres Aufpralls auf noch zu entfernenden Schmutz bremsen und damit ihre
Wirksamkeit mindern könnte.
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Wird das Verfahren in einer Reiniungseinrichtung zur Reinigung von
Gegenständen durchgeführt, bei denen ein einzelner Reinigungsvorgang in wenigen
Sekunden beendet ist, so genügt eine mittlere Lebensdauer der Feststoffkörner, die
ebenfalls nur einige Sekunden beträgt. Bei länger dauernden Re in igungsvorgängen
ist es zweckmäßig, die mittlere Lebensdauer der Feststoffkörner mindestens
auf
die Dauer eines Reinigungsvorgangs einzustellen. Bei lange dauernden Reinigungsvorgängen
mit einer Dauer in der Größenordnung von einer Stunde ist es dagegen zweckmäßig,
insbesondere wenn die Feststoffkörner teilweise aus waschaktiven Substanzen bestehen,
die Lebensdauer kürzer als die Dauer des Reinigungsvorganges zu wählen und während
des Reinigungsvorganges erforderlichenfalls weitere Feststoffkörner zuzugeben. Bei
chargenweiser Reinigung von Gegenständen in zeitlich aneinander anschließenden Reinigungsvorgangen
ist es zweckmäßig, die Lebensdauer der Feststoffkörner unabhängig von der ggf. sehr
kurzen Dauer eines einzelnen Reinigungsvorganges festzulegen, und zwar hat sich
hierbei wie auch im vorgenannten Fall eine mittlere Lebensdauer von annähernd 30
min als besonders zweckmäßig erwiesen.
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Damit bereits vom Beginn eines Reinigungsvogangs bzw.
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vom Beginn einer Reihe aufeinander folgender Reinigungsvorgänge an
genügend viele Feststoffkörner in der Reinigungsflotte vorhanden sind, wird zweckmäßig
unmittelbar vor einem Reinigungsvorgang bzw. dem ersten einer Reihe zeitlich aneinander
anschließender Reinigungsvorgänge der Körner-Masseanteil k der Feststoffkörner bezogen
auf die Gesamtmasse der rezirkulierenden Reinigungsflotte zumindest annähernd auf
einen Sollwert k5 gebracht. Während des Reinigungsvorganges bzw. der aneinander
anschliessenden Reinigungsvorgänge wird dann weiter zweckmäßig durch Zugabe von
Feststoffkörnern zur Reinigungsflotte der Körner-Masseanteil k zumindest annähernd
konstant auf dem SoLlwert k gehalten. Dieser Sollwert kann 5 empirisch im Hinblick
auf größte Wirksamkeit der Schmutzentfernung einerseits und im Hinblick auf nicht
allzu hohen Abrieb innerhalb der Förderleitung und Pumpe der verwendeten Reinigungseinrichtung
sowie im Hinblick auf
sonstige Gegebenheiten, beispielsweise den
im Mittel zu erwartenden Verschmutzungsgrad der zu reinigenden Gegenstände, gewählt
werden. Im allgemeinen hat sich ein Sollwert des Körner-Masseanteils von annähernd
3 % als besonders günstig und ausreichend erwiesen. Die Zugabe während des Reinigungsvorganges
erfolgt zweckmäßig kontinuierlich, um so einen möglichst weitgehend konstanten Körner-Masseanteil
k aufrechtzuerhalten; durch einen geringeren Körner-Masseanteil wird die Reinigung
bei gegebener Dauer des Reinigungsvorganges möglicherweise nicht ausreichen, während
ein zu großer Körner-Masseanteil einen erhöhten und möglicherweise unökonomisch
hohen Verbrauch an Feststoffkörnern bewirken kann. Sofern eine kontinuierliche Zugabe
von Feststoffkörnern während des Reinigungsvorganges nicht erfolgt, sollte jedoch
zweckmäßig die Zugabe quasikontinuierlich, d.h. in gegenüber der Lebensdauer der
Feststoffkörner geringen zeitlichen Abständen, erfolgen.
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Vor einem Reinigungsvorgang bzw. dem ersten einer Reihe zeitlich aneinander
anschließender Reinigungsvorgänge wird zweckmäßig der Waschsubstanzen-Masseanteil
w an waschaktiven Substanzen bezogen auf die Gesamtmasse der rezirkulierenden Reinigungsflotte
durch Zugabe von flüssigen oder schnell löslichen waschaktiven Substanzen größenordnungsmäßig
auf einen Sollwert w5 gebracht. Werden Feststoffkörner verwendet, die waschaktive
Substanzen enthalten, so wird dann zweckmäßig während eines Reinigungsvorganges
durch vorzugsweise kontinuierliche Zugabe von Feststoffkörnern zur Reinigungsflotte
der Waschsubstanzen-Masseanteil w zumindest annähernd konstant auf dem Sollwert
ws gehalten. Dieser Sollwert ws des Waschsubstanzen-Massenanteils beträgt, wie Untersuchungen
gezeigt haben, im allgemeinen zweckmäßig annähernd
1,5 % bis 2
%.
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Wenn eine Regelung erfolgt, durch die der Körner-Masseanteil w zumindest
annähernd auf dessen Sollwert w5 konstant gehalten wird, erfolgt damit vorteilhafterweise
bereits auch weitgehend eine Regelung des Waschsubstanzen-Masseanteils w bezüglich
dessen Sollwerts w5 und umgekehrt. Dies deshalb, weil die löslichen Bestanteile
der Feststoffkörner und insbesondere die in ihnen enthaltenen waschaktiven Substanzen
um so schneller in Lösung gehen, je stärker die zu reinigenden Gegenstände verschmutzt
sind und mit dem Schmutz waschaktive Substanzen binden. Ein stark veschmutzter Gegenstand
bindet also mit seinem Schmutz waschaktive Substanzen, verringert die Konzentration
der waschaktiven Substanzen in der Reinigungsflotte, bewirkt aufgrund der vorgesehenen
Regelung eine Zufuhr von Feststoffkörnern mit darin enthaltenen waschaktiven Substanzen
und bewirkt damit weiter auch eine erhöhte abrasive Behandlung durch frisch zugeführte
Feststoffkörner, wie dies wegen der starken Verschmutzung ohnehin erforderlich ist.
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Durch eine erhöhte Zufuhr von Feststoffkörnern wird also sowohl dem
erhöhten Bedarf an abrasiver Behandlung als auch dem erhöhten Bedarf an waschaktiven
Substanzen Rechnung getragen. Wegen dieser Zusammenhänge wird die Regelung der Zufuhr
von abrasiven Körnern einerseits und waschaktiver Substanzen andererseits vereinfacht.
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Immerhin handelt es sich, will man beide Größen hinsichtlich eines
Sollwerts regeln, um eine vermaschte Regelung. die zur Vermeidung komplizierter
Funktionen zweckmäßig ols Kaskadenregelung ausgeführt wird, wobei die Regelung hinsichtlich
des Körner-Masseanteils als überlagerte Regelung und die Regelung hinsichtlich des
Waschsubstanzen-Masseanteils als unterlagerte Regelung ausgeführt werden kann. Bei
letzterer genügt es dann,
den Waschsubstanzen-Masseanteil w durch
Frischwasserzufuhr bzw. erhöhte Frischwasserzufuhr auf seinem Sollwert w5 zu halten,
wenn der Sollwert w5 durch Inlösunggehen von waschaktiven Substanzen aus den zur
Regelung des Körner-Masseanteils k zugeführten Feststoffkörnern überschritten wird.
Bei dieser Frischwasserzufuhr wird dann weiter zweckmäßig durch gleichzeitiges Abführen
von Reinigungsflotte die Gesamtmasse der rezirkulierenden Reinigungsflotte zumindest
annähernd konstant gehalten.
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Allgemein hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Feststoffkörner
einen Masseanteil g an löslichen waschaktiven Substanzen enthalten, der 0,5-fach
bis 4-fach und vorzugsweise 1,2-fach bis 1,5-fach so groß ist wie der Quotient aus
dem Sollwert w5 des Waschsubstanzen-Masseanteils als Divident und dem Sollwert ks
des Körner-Masseanteils als Divisor. Damit kann in besonders günstiger Weise eine
zumindest annähernd gleichbleibende Konzentration der waschaktiven Substanzen in
der Waschflotte erreicht werden, während solche Substanzen beim Abbau des Schmutzes
verbraucht werden und während gleichzeitig der Körner-Masseanteil k durch Regelung
zumindest annähernd konstant gehalten wird, obwohl sich die Feststoffkörner in der
Reinigungsflotte auflösen und/oder der in ihnen enthaltene Füllstoff fein suspendiert
wird. Als besonders günstiger Wert für den Masseanteil g an löslichen waschaktiven
Substanzen in den Feststoffkörnern hat sich zumindest annähernd der Wert von 70
z erwiesen.
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Zweckmäßiq werden Feststoffkörner verwendet, die ausschließlich aus
ungiftigen Stoffen bestehen, um auch insofern eine Nachbehandlung der verbrauchten
Reinigungsflotte
unnötig zu machen; selbst eine Verdünnung durch
Zugabe von Frischwasser auf eine voregchc Konzentration gelöster Bestandteile der
Feststoffpartikel wird damit unnötig. Zumindest sollten die Bestandteile der Feststoffpartikel
nach ihrer Lösung bzw. Suspendierung in der Reinigungsflotte in der sich dann ergebenden
Konzentration unterhalb der für Abwässer zulässigen Grenzwerte für Schadstoffe diesen.
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Als in diesem Sinne ungiftige waschaktive Substanzen kommen insbesondere
Alkalien und/oder Tenside in Frage.
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In Anspruch 24 ist eine Reinigungseinrichtung zur Durchführung des
Verfahrens gemäß der Erfindung, in den darauf folgenden Unteransprüchen sind Ausgestaltungen
dieser Reinigungseinrichtung angegeben.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert,
in denen eine Reinigungseinrichtung gemäß der Erfindung und mögliche Abwandlungen
hiervon dargestellt sind. Es zeigt: Fig. 1 eine Reinigungseinrichtung gemäß der
Erfindung in schematischem Querschnitt; Fig. 2 eine teilweise Darstellung der Dosierungsvorrichtung
für Feststoffkörner bei der Reinigungseinrichtung gemäß Fig. 1; Fig. 3 einen teilweisen
Querschnitt durch die Dosierungsvorrichtung nach Fig. 2; Fig. 4 einen Schnitt durch
den Bereich des unteren Endes der Auffangvorrichtung der Reinigungseinrichtung gemäß
Fig. 1;
Fig. 5 eine Unteransicht eines Teils der Leitung und Strahlöffnungen
für die Reinigungsflotte bei der Reinigungseinrichtung gemäß Fig. 1; Fig. 6 einen
Schnitt durch die Leitung gemäß Fig. 5 entsprechend der Linie VI-VI; Fig. 7 einen
Schnitt durch eine mögliche abgewandelte Form der Reinigungsflottenleitung mit Strahlöffnungen;
Fig. 8 eine weitere mögliche Ausführungsform der Strahlöffnungen; Fig. 9 einen Schnitt
durch die Strahlöffnung gemäß Fig. 8 entlang der Linie IX-IX; Fig. 10 bis 12 mögliche
Abwandlungen gegenüber der Reinigungseinrichtung gemäß Fig. 1 zur Erzielung einer
Relativbewegung zwischen den Strahlöffnungen und den zu reinigenden Gegenständen;
Fig. 13 eine erste Ausführungsform der bei der Reinigungseinrichtung gemäß Fig.
1 vorgesehenen Regelungseinrichtung; Fig. 14 eine weitere mögliche Ausführungsform
für eine Regelungseinrichtung der Reinigungseinrichtung gemäß Fig. 1; Fig. 15 eine
Reinigungsanlage, die ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Reinigungseinrichtung
gemäß der Erfindung umfaßt.
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Die in Fig. 1 dargestellte Reinigungseinrichtung ist als Spülmaschine
10 ausgebildet, die zum Reinigen und Nachspülen von Töpfen und anderen stark verschmutzten
Kochgerätschaften dient, wie sie bei der industriellen Nahrungsmittelherstellung
oder in Großküchen
verwendet werden. Die Spülmaschine 10 umfaßt
oin Gehäuse 12, in dem eine Spülkammer 14 ge#bildet ist, die durch eine Tür 16 hindurch
von außen zugänglich ist. In der Kammer 14 ist ein herausnehmbarer Korb 18 gelagert,
der die zu reinigenden Töpfe 20 aufnimmt. Um die Töpfe 20 während eines Reinigungsvorganges
mit der Reinigungsflotte bzw.
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während Nachspülgängen mit ggf. mit Zusätzen versetztem klarem Wasser
zu besprühen, sind in geeigneten Abständen unterhalb und oberhalb des Korbes 18
Sprühanordnungen 22, 24 vorgesehen. Nach unten hin wird die Kammer 14 von einer
Auffangvorrichtung 26 für von den Töpfen 20 herabfließende Reinigungsflotte bzw.
von ihnen herabfließendes Spülwasser abgeschlossen. Die Auffangvorrichtung 26 umfaßt
einen sich zur unten liegenden Auslauföffnung 28 hin kegelartig verjüngenden, trichterartigen
Boden 30 und einen in diesen über der Auslauföffnung 28 eingesetzten Siebeinsatz
32. Zwischen der Auslauföffnung 28 und den Sprühanordnungen 22, 24 liegt eine verzweigte
Leitung 34 für die Reinigungsflotte bzw. das Spülwasser, und in den noch nicht verzweigten
Abschnitt dieser Leitung 34 ist eine Umwälzpumpe 36 eingeschaltet. Die Zufuhr von
Frischwasser erfolgt erforderlichenfalls über eine Leitung 38, in die ein Stellventil
40 mit Antriebsmagnet 42 eingeschaltet ist.
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Zur Abfuhr der verbrauchten Reinigungsflotte bzw. des Nachspülwassers
ist an die Leitung 34 über ein Rohr 44 eine Abwasserpumpe 46 angeschlossen, und
ein Vberlauf 48 in der Auffangvorrichtung 26 verhindert das Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels
über einen vorgegebenen Pegel. ueber nicht dargestellte, an den Auslaß der Pumpe
46 und des Überlaufs 48 angeschlossene Leitungen fließt das Abwasser unmittelbar
in die Kanalisation.
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Der Ablauf des Reinigungsvorganges und der darauf folgenden Spülvorgänge
erfolgt in üblicher Weise programmgesteuert mittels eines Programmgebers, der Teil
eines in Fig. 1 nur gestrichelt angedeuteten Regelgeräts 50 ist. Dieses umfaßt auch
eine noch anhand von Fig. 11 oder 12 zu beschreibende Regeleinrichtung, die während
des Reinigungsvorganges wirksam ist. Bei Programmbeginn wird zunächst vor Beginn
des Reinigungsvorganges in üblicher Weise über die Leitung 38 eine genügende Menge
von Frischwasser eingelassen, bei dem es sich auch um vorgewärmtes oder Heißwasser
handeln kann, und es wird mittels einer in Fig. 1 ebenfalls nur gestrichelt angedeuteten,
von der Außenseite des Gehäuses 12 her zugänglichen Dosiervorrichtung 52 über ein
Fallrohr 54 eine vorgegebene Menge von Reinigungsgranulat in die Auffangvorrichtung
26 gegeben. Das Reinigungsgranulat besteht aus den Feststoffkörnern, die von der
Reinigungsflotte mitgeführt werden sollen und die dutch die abrasive Wirkung den
Reinigungsvorgang beschleunigen. Beim Ausführungsbeispiel werden durch entsprechende
Frischwasserzufuhr und durch Zugabe von 3 kg Reinigungsgranulat 100 1 Reinigungsflotte
erzeugt, bei der der Körner-Masseanteil k der Feststoffkörner bezogen auf die Gesamtmasse
der rezirkuleerenden Reinigungsflotte 3 % beträgt und damit von vorneherein genau
auf den Sollwert ks dieses Masseanteils eingestellt ist.
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Einzelheiten der Dosierungsvorrichtung 52 sind in Fig. 2 und 3 näher
dargestellt. Die Dosierungsvorrichtung 52 weist in üblicher Weise einen nur angedeuteten,
nach unten konisch auslaufenden Behälter 56 für einen Vorrat an Reinigungsgranulat
auf, und unterhalb des Behälters 56 ist in üblicher Weise in einem nicht dargestellten
GehAuse ein motorisch antreibbares
Zellenrad 58 angeordnet, dessen
Zellen jeweils eine genau bekannte Menge von Reinigungsgranulat von der Einlaß-
zur Auslaßseite fördern. Auslaßseitig ist ein nach unten offener Rohrstutzen 60
vorgesehen, der oberhalb des oberen Endes des Fallrohres 54 frei endet. Auf dem
oberen Ende des Fallrohres 54 ist andererseits ein Trichter 62 abnehmbar befestigt,
dessen oberer Rand höher als das untere Ende des Stutzens 60 liegt. Hierdurch gelangen
einerseits aus dem Stutzen 60 herausfallende Körner 64 des Reinigungsgranulats sicher
in das Fallrohr 54 und damit in die Auffangvorrichtung 26 (Fig. 1), während andererseits
aus dem Inneren der Kammer 14 durch das Fallrohr 54 entweichende Dampfschwaden bei
Uberdruck in der Kammer 14 aus dem Trichter 62 in die Umgebung entweichen können,
ohne daß der Dampf im Zellenrad 58 kondensiert, wo er zu einer vorzeitigen Befeuchtung
der Feststoffkörner 64 und zu deren gegenseitigem Verbacken führen könnte.
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Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, ist die Achse 66 des Zellenrades
58 in einer außenliegenden Platte 68 drehbar gelagert, die ihrerseits mittels Rändelschrauben
70 am nicht dargestellten Gehäuse von Hand lösbar befestigt ist, so daß sie zusammen
mit dem Zellenrad 58 zu dessen Reinigung und Inspektion abgenommen werden kann.
Etwaige trotz des Trichters 62 bei längerem Betrieb vorkommende Feuchteniederschläge
und Verbackungen im Zellenrad 58 können damit leicht beseitigt werden. Auf der Außenseite
der Platte 68 trägt die Achse 66 des Zellenrades 58 einen Drehknopf 72, mittels
desczn das Zellenrad 58 in ausgebautem Zustand gedreht werden kann und das es überdies
ermöglicht, bei eingebautem Zellenrad 58 dieses zu drehen und eine Zudosierung von
Reinigungsgranulat von Hand vorzunehmen.
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Wie weiter in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, erfolgt der Antrieb
des Zellenrades 58 mittels eines über eine Leitung 74 gespeisten Motors 76 über
ein Untersetzungsgetriebe 78 und dessen Ausgangswelle 80, in die die Achse 66 formschlüssig
und drehfest eingreift. Auf der Ausgangswelle 80 des Getriebes 78 sitzt überdies
ein Impulsgeber 82, der über eine Leitung 84 bei der Drehung der Ausgangswelle 80
und des Zellenrades 58 pulsierende Ausgangssignale abgibt, deren Impulsfrequenz
ein Maß für die Drehzahl des Zellenrades 58 und die Zuführungsgeschwindigkeit des
Reinigungsgranulats und deren Impulsanzahl ein Maß für die zugeführte Menge an Reinigungsgranulat
ist. Das Getriebe 78 umfaßt eine Rutschkupplung, die bei stehendem Motor 76 das
Drehen des Zellenrades 58 von Hand ermöglicht.
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Die Leitung 34 verläuft unter Vermeidung von diskontinuierlichen Querschnittsänderungen
oder gegenüber den übrigen Leitungsabschnitten merklich größeren Hohlräumen mit
gegenüber dem Leitungsdurchmesser mehrfach und zweckmäßig vielfach größeren Krümmungshalbmessern
innerhalb des Gehäuses 12. Sanfte Übergänge in den Querschnitts#brnessungen beugen
einem Verschleiß der Innenseiten der Leitung 34 durch auftreffende Feststoffkörner
64 vor und tragen dazu bei, daß sich die Feststoffkörner 64 nirgendwo in der Leitung
ansammeln können, sondern in der Reinigungsflotte suspendiert zusammen mit dem Flüssigkeitsanteil
rezirkuliert werden. Zu dem letztgenannten Zweck sind auch im Verlauf der Leitung
34 liegende Hohlräume vermieden, in denen sich absinkende Feststoffkörner 64 absetzen
könnten. Selbstverständlich könnte ein solches Absetzen von Feststoffkörnern in
der Leitung 34 durch eine sehr hohe Leistung der Umwälzpumpe 36 und eine hohe Fördergeschwindigkeit
der Reinigungsflotte vermieden werden, jedoch wird zweckmäßig die Leistung der Umwälzpumpe
36
im Hinblick auf eine optimale Reinigungswirkung gewählt, während darüber hinausgehende
hohe Pumpenleistungen wegen des damit verbundenen, erhöhte Leistungsbedarfs zu einem
unwirtschaftlichen Betrieb und zu unnötiger Ilärmbelästigung der Umgebung führen
würden. Statt dessen ist bei der Spülmaschine 10 der Querschnitt der Leitung 34
überall zumindest annähernd so groß bemessen, wie dies mit Rücksicht auf eine Vermeidung
eines Absetztens der Feststoffkörner 64 in der Reinigungsflotte unter der Wirkung
der Schwerkraft möglich ist. Hierdurch wird nicht nur das Absetzen verhindert, sondern
der sich ergebende, relativ große Leitungsquerschnitt gestattet seinerseits die
Wahl einer nicht allzu hohen Pumpenleistung. Auch die bereits erwähnte Gestaltung
des Querschnittsverlaufs trägt zu geringen Strömungswiderständen und damit zu einem
nicht allzu hohen Leistungsbedarf der Umwälzpumpe 36 bei.
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In Fig. 4 sind das untere Ende der Auffangvorrichtung 26 und der daran
anschließende Abschnitt der Leitung 34 im Schnitt näher dargestellt. Es ist erkennbar,
daß der Siebeinsatz 32 einen oberhalb der Auslaßöffnung 28 stehend angeordneten,
mit Sieböffnungen versehenen, am oberen Ende geschlossenen Zylinderabschnitt 86
und einen sich von dessen unterem Ende nach außen und oben erstreckenden, auf der
Innenseite des Bodens 30 der Auffangvorrichtung 26 aufsitzenden Ringflansch 88 umfaßt.
Die Öffnungen des Zylinderabschnitts 86 sind genügend groß, um die in der Reinigungsflotte
enthaltenen Feststoffkörner 64 durchzulassen; haben die kugeligen Feststoffkörner
wie beim Ausführungsbeispiel einen Durchmesser von 2 mm, so beträgt die Weite der
Öffnungen zweckmäßig 4 mm. Damit sind die Öffnungen andererseits eng genug, um mit
dem Siebeinsatz 42 grobe, von den Töpfen 20 abgeschlagene Schmutzteile aufzufangen.
Daher
können diese sich auf dem Ringfiansch 88 absetzenden Schmutzteile
nach dem Ende des Reinigungsorganges auf dem Ringflansch 88 liegend mit dem Siebeinsatz
32 aus der Kammer 14 herausgenommen und entfernt werden, wonach der Siebeinsatz
32 wieder e ngesetzt wird. Zu seinem leichten Herausnehmen ist er an seinem oberen
Ende mit einer Öse 90 versehen.
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Die Leitung 34 kann aus Metalitohr-, Kunstoffrohr-und/oder Schlauchabschnitten
gebildet sein. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, schließt an die Auslaßöffnung 28 der
Auffangvorrichtung 26 ein Krümmer 92 an. Dieser besteht aus einem hochfesten, zähelastischem
Kunststoff mit hochglatter Oberfläche, um einen Abrieb durch die in der Reinigungsflotte
mitgeführten Feststoffkörner möglichst zu vermeiden. Um einen trotzdem noch auftretenden
Abrieb ohne Minderung der Lebensdauer zulassen zu können, ist andererseits die Wanddicke
auf der Krümmungsaußenseite verstärkt. Bei in Metallrohren gebildeten Krümmungen
ist es statt dessen zweckmäßig, die Innenwandung auf der Krümmungsaußenseite mit
einer Verstärkungsschicht zu belegen, die beispielsweise aus einem hochfesten Elastomer
bestehen kann.
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Um an der Abwasser-Ablaßstelle der Leitung 34 einen nach unten wegführenden
Rohrstutzen zu vermeiden, der als Hohlraum wirken würde, in den Feststoffkörner
absinken können, so daß diese ungenutzt ins Abwasser überführt würden, ist beim
Ausführungsbeispiel das Ende des die Leitung 44 bildenden Rohres von oben her in
den Leitungsabschnitt 94 eingeführt, der an den Krümmer 92 anschließt. Unterhalb
des unteren Endes 96 der Leitung 44 und um dieses Ende 96 herum ist im Rohrabschnitt
94 eine Vertiefung 98 gebildet, die gegenüber dem unteren Ende 96 einen genügend
breiten Spalt zur Absaugung der verbrauchten Reinigungsflotte bzw. des Spülwassers
frei
läßt. Das untere Ende 96 liegt dabei in der Höhe der tiefsten
Innenmantellinie 100 des Rohrabschnitts 94 und somit - abgesehen von der Vertiefung
98 - an der tiefsten Stelle der Leitung 34, so daß praktisch der gesamte fldssigkeltsinhalt
abgesaugt werden kann. Die Vertiefung 98 geht an ihren Rändern in sanften R.undungen
in den sonstigen Querschnitt des Rohrabschnitts 94 über, so daß auch hier wie im
übrigen Verlauf der Leitung 34 diskontinuierliche Querschnittsänderungen vermieden
sind und der von der Vertiefung 98 gebildete Hohlraum so klein ist, daß sich in
ihm Feststoffkörner unter der Wirkung der Schwerkraft nicht absetzen können, sondern
von der Strömung der Reinigungsflotte mitgenommen werden.
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Die Umwälzpumpe 36 (Fig. 1) ist von einer Bauart, bei der die Förderelemente
eines Rotors den Förderkanalquerschnitt nicht vollständig ausfüllen, so daß Feststoffkörner
die Förderelemente unzerstört umströmen können. Damit wird gegenüber einer grundsätzlich
ebenfalls möglichen Bauart mit geschlossenen Förderzellen einer Zerstörung der Feststoffkörner
durch die Umwälzpumpe 36 vorgebougt.
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Insbesondere kann die Umwälzpumpe 36 eine Kretseipumpe sein, bei der
der Außenradius des FörderElü.gelkrani'e# geringer ist als der geringste Innenradius
des tangentialen Föraerkanalabschnitts.
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Der bezüglich der Umwälzpumpe 36 druckseitige Stam:uabschnitt 100
der Leitung 34 verzweigt sich in zwei Hauptleitungsabschnitte 102, 104, die zu der
unteren Sprühanordnung 22 bzw. der oberen Sprühanordnung 24 führen. Die obere Sprühanordnung
24 ist in Fig. 5 und 6 näher dargestellt; die nicht genauer beschriebene untere
Spülanordnung 22 ist zur oberen Spülanordnung 24 bezüglich einer waagerechten Symmetrieebene
symmetrisch ausgebildet, so daß auch für sie die im folgenden zu erläutertenden
Eigenschaften und Vorteile
entsprec}lend gelten.
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Im Bereich des Sprühsystems Zweigen vom Hauptrohrabschnitt 104 Zweigleitungsabschnitte
106 ab, an deren Enden jeweils eine Strahlöffniing 108 vorgesehen ist.
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Diese Strahlöffnungen 108 sind gegenüber den stromauf von ihnen liegenden
Zweigleitungsabschnitten 106 nicht Verengt, um den in einer verengten Düse möglichen
Abrieb' durch Feststoffkörner zu vermeiden und umStrömungswiderstände zu vermeiden,
die eine L'riiöhung der von der Umwälzpumpe 36 aufgenommenen Leistung erfordern
würden. Weiter zweigen die Zweigleitungsabschnitte 106 vom Hauptrohrabschnitt 104
in der Unteransicht der Fig. 5 unter einem Winkel von weniger als 900 ab, um eine
scharfe Umlenkung der Feststoffkörner zu mindern.
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Zum gleichen Zweck zweigen die Zweigleitungsabschnitte 106 von Hauptrohrabschnitt
104 auch, wie in Fig. 6 erkennbar, unter einer von der Waagerechten abweichenden
Richtung ab, so daß die gesamte Krümmung eines Zweiglqitungsabschnitts 106 zwischen
seiner Ansatzstelle am uauptrohrabschnitt 104 und der Strahlöffnung 108 weniger';
als 900 beträgt; bei der dargestellten Sprühanordnung 24 verlaufen die Zweigleitungsabschnitte
106 von ihren Ansatzstellen ausgehend schräq nach unten, während die entsprechenden
Zweigleitungsabschnitte der unteren Sprühanordnung 22 schräg nach oben gerichtet
sind. Um die Umlenkung der Ffest,loffk~jrner in die Zweigleitungsabschnitte 106
hinein zu begünstigen, ragen letztere mit ihren an den Hauptrohrabschnitt 104 angesetzten
Enden, und zwar nur mit ihrer in Strömungsrichtung hinteren Kante, jeweils als Leitschaufel
110 geringfügig in den Innenquerschnitt des lSauptrohrabschnittes 104 hinein. Am
Ende dels letzteren ist über einen Qiferschnittsverminderungsabschnitt 112 ein weiterer
Rohrabschnitt 114 getragen, der nach unten gebogen verläuft und an dessen freiiem
Ende eine weitere
nicht verengte Stra#il6ffriuncJ 108 liegt.
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Wie Fig. 7 zeigt, kann die Leitung 34 auch auf Teilen ihrer Länge
von einem Kanal 116 von rechteckigem Querschnitt gebildet sein. Sofern dies von
der Art des ,u reinigenden Gutes her erforderlich ist, können aucll gegen über der
Leitung 34 verengte, breitsprühende Sprülzdüsen vorgesehen sein, jedoch sollten
diese stets einen genügenden Durchtrittsquerschnitt für die Feststoffkörner aufweisen.
Derartige Sprühdüsen 118 sind in Fig. 7 dargestellt. Diese Sprühdüsen 118 weisen
einen kuppelformigen und zweckmäßig halbkugelförmigen, den flüssigkeitsführenden
Kanal nach außen abschließenden Wandungsteil 120 sowie eine in den Wandungsteil
eingeschnittene Düsenöffnung 122 auf. Die beiden jeweils bogenförmigen Begrenzungskanten
124, 126 sind in die Wandung 120 unter zur Längsachse gegensinnig geneigten Winkeln
eingeschnitten; der zwischen ihnen eingeschlossene Winkel beträgt dauer zweckmäßig
annähernd 600.
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Bei einem fleinigungsflottenvolumen von 100 1 wie bein Anmeldungsgegenstand
beträgt der Durchmesser dieser Sprühdüsen 118 zweckmäßig annähernd 20 mm.
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In Fig. 8 und 9 ist eine Strahldüse gezeigt, die bei den Sprühanordnungen
22, 24 in Fig. 1 anstelle der gemäß Fig. 5, 6 ausgebildeten Strahlauslaßöffnungen
108 oder anstelle der Düsen 118 gemäß Fig. 7 verwendet: werden kann und die auch
bei den noch zu beschreibenden AuJaestaltungen gemäß Fig. 10 bis 12 zweckmäßig verwendbar
ist. Es hailielt sich um eine Strahldüse 127, die einen schälend wirkenden, messerartig
unter einem spitzen Winkel angreifenden Wa~serstrahl von hoher kinetischer Energie
erzeugt und dadurch eine sehr hohe Reinigungswirkung hat, während sie andererseits
einen relativ yroL#en Durchtri ttsquerschnitt aufweist, um die in der
Reinigungsflotte
mitcgeführeell Ytstoffrricr ungehindert passieren zu lassen und Verstopfungen zu
vermeiden.
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Bei der Strahldüse 127 mündet die Einströmöffnung 129 annähernd tangential
mit zur Ausströmachse (Pfeil 131) rechtwinkliger Strömungsrichtung in einen Hohlzylinder
133, der einerseits von einem Boden 135 und andererseits von einem Kontraktionshohlkegelstumpf
137 begrenzt ist.
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An den Kontraktionshohlkegelstumpf 137 schließt ein Expansionshohlkegelstumpf
139 und an diesen ein weiterer Hohlzylinder 141 geringer Höhe an, wobei letzterer
die Austrittsöffnung bildet. Mit besonderen Abmessungsverhältnissen wird ein gleichmäßiger,
kräftiger Schälstrahl ohne nennenswerten Energieverlust in der Strahldüse 127 erreicht.
Die Höhe des Hohlzylinders 133 ist größer als sein Innendurchmesser. Der kleinste
Innendurchmesser der durchmessergleich aneinander anstoßenden Hohlkegelstümpfe 137,
139 ist größer als ein Drittel des Innendurchmessers des Hohlzylinders 133. Der
Hohlzylinder 141 ist kurz gegenüber dem Hohlzylinder 133 und zweckmäßig kürzer als
die beiden Hohlkegelstümpfe 137, 139, und der Innendurchmesser des Hohlkegels 141
gleicht zumindest annähernd und beim Ausführungsbeispiel genau dem Innendurchmesser
des Hohlzylinders 133. Zur weiteren Verbesserung der Wirkungsweise kann auch wie
beim Ausführungsbeispiel der Querschnitt der Einströmöffnung 129 rechteckig ausgeführt
sein, wobei seine Breite B ein bestimmtes Verhältnis zum Innendurchmesser des Hohlzylinders
133 und seine Höhe H ein bestimmtes Verhältnis zur Höhe des Hohlzylinders 133 haben
sollte. Das erstgenannte Verhältnis liegt zweckmäßig zwischen 1:2,5 und 1:5, während
sich für letzteres 2:3 bis 1:3 als vorteilhaft erwiesen hat.
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Um bei unterschiedlichem Abstand zwischen Strahldüse 127 und zu reinigenden
Gegenständen (Töpfe 20 in Fig. 1) etwa gleiche Reinigungswirkung an der Strahiaufprallstelle
zu erhalten, muß auf einen möglichst spitzen und exakten Strahlkegelwinkel geachtet
werden. Zu dLesc.fl Zweck ist die Höhe des Kontraktionshohlkegelstumpfes 137 größer
als ein Viertel der Höhe H der Einströmöftnung 129 ausgeführt, und die Hche des
Expansionshohlkegel.-stumpfes 190 ist annähernd gleich derjenigen des Kontraktionshohlkegelstumpfes
137. Ferner liegen zweckmäßig die Kegelwinkel a und ß der Hohlkegelstümpfe 137 bzw.
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139 zwischen 300 und 600, und der Übergang zwischen Kontraktions-
und Expansionshohlkegelstumpf 137, 139 so]lte leicht gerundet sein.
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Ein besonders guter Wirkungsgrad der Strahldüse 127 wird dadurch gefördert,
daß der Hohlzylinder 133 im t-Jöhenbereich der Einströmöffnung 129 abweichend von
der ansonsten rotationssymmetrischen Form der Strahldüse 127 entsprechend einer
Spirale erweitert ist, wie aus Fig. 9 erkennbar ist, und daß die äußere Begrenzung
143 der Einströmöffnung 129 die Spirale tangiert und die Einstrs öffnung 129 sich
entgegen der Richtung des Flüssiglteitsstromes stufenlos auf einen größeren Querschnitt
erweitert, bei dem es sich wiederum insbesondere wie beim Ausführungsbeispiei um
einen in Fig. 8 und 9 re#b-Ls 1 icgenden, kreisrunden Querschnitt handeln kann.
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Die durch die Einströmöffnung 129 über die genannte Spirale in den
Hohlzylinder 133 einströmende Reinigungsflotte wird in eine zur Ausströmöffnung
(Hohlzylinder 141) ansteigende, rotierende Bewegung versetzt, wobei der Kontraktionshohlkegelstumpf
137 dafür sorgt, daß beim Passieren des engsten Düsenquerschnittes am Ubergang zwischen
Kontraktionshohlkegelstumpf 137 und ExpansionE-honlkegelstumpf 139 eine gleichmäßige
Schichtdicke des
Heinigungsflottenstromes über den ganzen Umfang
erreicht ist. Die beschriebenen Abmessungsverhältnisse bewirken, daß dieser engste
Düseng@erschni@t von Reinigungsflottenstrom nicht voll ausgefüllt, sondern noch
ein Hohlraum belassen wird. Es wird dadurch erreicht, daß keine energievergeudenden
Wirbel entstehen und daß große, nicht verstopfende Düsenquerschnitte vorhanden sind.
Der Expansionsholkegelstumpf 139 wirkt als Diffusor und gibt dem Kegelstrahl einen
gewissen Kegelwinkel, wobei der auf den Expansionshohlkegelstumpf 139 aufgesetzte
Hohlzylinder 141 einen spitzen Kegelwinkel des Strahlhohlkegels, der sonst nur mi
t hohen Expansionshohlkegelstümpfen 139 zu erreichen ist, erzeugt.
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Bei der in Fig. 1, 5 und 7 bis 9 gezeigten Ausbildung der Sprtihanordnungen
22, 24 müssen die Anzahl der Strahlöffnungen 108 bzw. Düsen und deren räumliche
Ausrichtung so gewählt werden, daß alle Stellen der zu reinigenden Töpfe 20 von
Reinigungsflottenstrahlen qetioffen werden. Daher ist eine relativ hohe Anzahl von
Strahlöffnungen 108 erforderlich, die eine entsprechende Leistung de@ Umwälzpumpe
36 bedingt. Zur Veruinqerunq dieser Leistung sowie auch des Bauaufwandes kann vorgeschen
sein, daß Mittel vorgesehen sind, die eine Relativbewegung zwischen den Strahlöffnungen
oder der Strahlöffnung einerseits und dem Korb 18 nit den darin getragenen Töpfen
20 andererseits bewirken. Dabei kommt man dann mit einer geringeren Anzahl von Strahlöffnungen
aus.
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Entsprechende Ausgestaltungen sind in d<'n Fig. 10 bis 12 schematisch
ingedeutet.
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Eine Möglichkeit besteht gemäß Fig. 10 darin, den Korb 18 in Querrichtung
verschiebbar zu Lagern tind einen nicht dargestellten Motorantrieb vorzusehen, der
den
Korb 18 entsprechend dem Doppelpfeil 128 hin- und hergehend
bewegt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, gemäß Fig. 11 bei im Getiäuse 12
feststehendem Korb 18 mindestens einen Auslaßabschnitt 130 der Leitung 4 vorzusehen,
der mi L der an seinem Ende vorgeschenen Strahlöffnung 108 um eine waagerechte Achse
verschwenkbar ist ind mittels eines nicht gezeigten Motorantriebs entsprechend den
Doppelpfeil 128 zwischen seiner ausgezogen dargestellten und seiner gestrichelt
dargestellten Endstellung hin- und hergehend verschwenkt wird.
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Eine dritte, in Fig. 12 angedeutete Möglichkeit besteht darin, die
über einen Schlauchabschnitt 134 angeschlossene obere Sprühanordnung 136 motorisch
entsprechend dem Doppelpfeil 128 auf einem waagerechten Verstellweg hin-und hergehend
zu verschieben. Bei den Lösungen gemäß Fig. 11 und 12 sind entsprechende Maßnahmen
bei einer nicht dargestellten, unteren Sprühanordnung möglich.
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In Fig. 13 ist eine einfache Ausführungsmoglichkeit einer Regelungseinrichtung
für die Spülmaschine gemäß Fig. 1 gezeigt. Zu Programmbeginn vor Durchführung des
Reinigungsvorganges wird ein Schalter 140 geschlossen, der ein Zeitglied 142 in
Gang setzt. Gleichzeitig wird durch die Programmschaltung die Zudosierung der vorgegebenen
Menge an Reinigungsgranulat bewirkt, wie dies bereits beschrieben wurde, sofern
die Zugabe l0Lc1#L von Hand erfolgt. Die Verzögerungszeit T1 des Verzögerungsglieds
142 ist genügend lang bemessen, um die Zudosierung der vorgegebenen Menge an Reinigungsgranulat
zj ermöglichen und die Ingangsetzung der Umwälzpumpe 36 und eine Vergleichmäßigung
der Verteilung der ursprünglichen Menge an Reinigungsgranulat in der Reinigungsfl@@@@
ab zuwarten. Sofern nicht in nicht näher dargestellte@
Weise zu
Beginn des Reinigungsvorganges auch automatisch oder von Hand eine Zugabe von waschaktiven
Substanzen erfolgt, um deren Masseanteil w in der Reinigungsflotte von Beginn an
auf einen vorgegebenen Sollwert w5 zu bringen, ist die Verzögerungszeit T1 auch
genügend lang bemessen, um zunächst ein weitgehendes Inlösunggehen der waschaktiven
Substanzen aus den Feststoffkörnern abzuwarten. Danach gibt das Verzögerungsglied
142 ein Ausgangssignal ab, das einen Zweipunktregler 144 in Funktion setzt und die
Speisung des Motors 76 der Dosierungsvorrichtung (Fig. 1 bis 3) ermöglicht. Dem
Zweipunktregler 144 wird von einem Differenzglied 146 ein Regelabweichungssignal
zugeführt, das der Differenz des Sollwerts Ws und des Istwerts des Waschsubstanzen-Masseanteils
w entspricht. Der Sollwert WS ist an einem Potentiometer 148 einstellbar. Ein dem
Istwert w proportionale#s Signal wird durch einen pH-Wert-Messer 150 erzeugt, der
auch in Fig. 1 dargestellt istund der in in Fig. 4 nicht näher dargestellter Weise
am Rohrabschnitt 94 sitzt. Unterschreitet der Istwert des Waschsubstanzen-Masseanteils
w den Sollwert ws um ein vorgegebenes Maß, so unterschreitet die Regelabweichung
einen unteren Schwellenwert des Zweipunktreglers 144, und dieser erzeugt an einem
ersten Ausgang 152 ein Steuersignal für ein Stellglied 154, das den dem Motor 76
der Dosiervorrichtung 52 zugeführten Strom einschaltet, so daß zusätzliche Feststoffkörner
64 zugeführt werden. Überschreitet dagegen der Istwert den Sollwert w5 um ein vorgegebenes
Maß, so wird ein oberer Schwellenwert des Zweipunktreglers 144 überschritten, und
dieser erzeugt auf einem zweiten Ausgang 156 ein Ausgangssignal, das den Antrieb.'>magneten
42 des Stellventils 40 betätigt, um Frischwasser zuzuführen, das die Reinigungsflotte
verdünnt und den Waschsubstanzen-Masseanteil w wieder auf den Sollwert w5
zurückführt.
Somit wird der Waschsubstanzen-Masseanteil w zumindest annähernd konstant auf seinem
Sollwert w5 gehalten, und diese Regelung bewirkt weiter auch eine zumindest annähernde
Konstanthaltung des Körner-Masseanteils k bezogen auf die Gesamtmasse der Reinigungsflotte,
da die Feststoffkörner 64 umso schneller aufgelöst werden, je größer die Verschmutzung
der Töpfe 20 und damit auch der Bedarf an waschaktiven Substanzen ist. Spätestens
am Ende des Reinigungsvorganges, bevor die verbrauchte Reinigungsflotte mittels
der Pumpe 46 (Fig. 1) abgepumpt wird, zur Ersparnis an Reinigungsgranulat zweckmäßig
jedoch auch bereits etwas früher, wird der Schalter 140 wieder geöffnet und die
Regeleinrichtung außer Betrieb gesetzt. Am Ende des Reinigungsvorganges noch in
der Reinigungsflotte enthaltene Feststoffkörner werden mit dem Abwasser in die Kanalisation
überführt, wo sie zumindest überwiegend in Lösung gehen und ggf. feinste, suspendierte
Partikel hinterlassen, in jedem Falle jedoch nicht als Schadstoffe wirken.
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Fig. 14 zeigt eine weiter ausgestaltete Regeleinrichtung, bei der
außer dem Waschsubstanzen-Masseanteil w auch der Körner-Masseanteil k unmittelbar
geregelt wird, und zwar erfolgt eine überlagerte Regelung des Körner-Masseanteils
k mit einer unterlagerten Regelung des Waschsubstanzen-Masseanteils w. Zu Programmbeginn
und vor Beginn des Reinigungsvorganges wird kurzzeitig ein Schalter 158 geschlossen,
wodurch einer Flüssigwaschmittel-Dosiervorrichtung 160 ein Betätigungsimpuls zugeführt
wird und diese eine derart bemessene Menge an flüssigen w~szhaktiven Substanzen
abgibt, daß hierdurch in der durch gleichzitige Zuführung von Frischwasser
gebildeten
Reinigunqsflotte ein vorgegebener Waschsubstanzen-Masseantell w eingestellt wird.
Dessen Wert entspricht damit zu Beginn des Reinigungsvorganges dem Sollwert w5.
Weiter wird zu Programmbeginn und vor dem Reinigungsvorgang ein Schalter 162 für
eine vorgegebene Zeit geschlossen, wodurch über das Stellglied 154 dem Motor 76
der Dosierungsvorrichtung 52 Strom zugeführt wird und die Dosierungsvorrichtung
S2 so lange angetrieben wird, bis diejenige vorgebene Menqe an Rei rt i gun';sgranulat
zudosiert ist, bei dtsr dci Körner-Masseanteil k in der Reinigungsflotte seinen
Sollwert k erreicht. Bereits 5 bei dieser anfänglichen Zudosierung von Reinigungsgranulat
erzeugt der Impulsgeber 82 Ausgangsimpulse, die einem Integrator 164 zugeführt werden.
Da die Impulsfolgefrequenz der vom Impulsgeber 82 erzeugten Impulse ein Maß für
die Zuführgeschwindigkeit des Reinigungsgranulats ist, entspricht das integrierte
Ausgangssignal des Integrators 164 der Masse an zugeführtem Reinigungsgranulat und
bei gegebenem Volumen (im Ausführungsbeispiel 100 1) und gegebener Masse (ca.
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100 kg) der Reinigungsflotte dem Istwert des Körner-Masseanteils k.
Dieser Istwert wird mittels eines Vergleichsgliedes 166 mit dem Sollwert k5 verglichen,
der an einem Potentiometer 168 einstellbar ist, um eine entsprechende Regelabweichung
zu bilden. In Abhängigkeit von letzterer wird von einem Regler 170 über das Stellglied
154 die Dosierungsvorrichtung 52 mit mehr oder minder großer Geschwindigkeit des
Zellenrades 58 so gesteuert, daß der Körner-Masseanteil k auf dem Sollwert ks konstant
gehalten wird.
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Dieser Regelvorgang beginnt kurz nach Beginn des Reinigungsvorganges,
wenn die ursprünglich zudosierten Feststoffkörner in der Reinigungsflotte homogen
verteilt sind; der Regler 170 wird mittels eines Schalters
172
programmgesteuert entsprechend verzögert eingeschaltet. Zur Berücksichtigung auch
der wie in Fig. 13 mittels der Elemente 148, 150, 146 erzeugten Regelabweichung
bezüglich des Waschmittel-Masseanteils w ist am Differenzglied 166 eine Störgrößenaufschaltung
vorgesehen, und zwar wird ein entspr#c'hendes Korrektursignal aus dem vom Differenzglied
146 erzeugten Regelabweichungssignal von einem Regler 172 mit PID-Verhalten erzeugt.
Diese Störgrößenaufschaltung bewirkt, daß bei eingehaltenem Sollwert k des 5 Körner-Masseanteils
k ein gegenüber dem Sollwert zu geringer Waschsubstanzen-Masseanteil w zu einer
Geschwindigkeitserhöhung des Zellenrades 58 und umgekehrt ein zu hoher Waschsubstanzen-Masseanteil
w zu einer Geschwindigkeitsverringerung führt. Damit weicht dann zwar auch der Körner-Masseanteil
k geringfügig von seinem Sollwert ab, jedoch ergibt sich ein optimaler und ökonomischer
Kompromiß zwischen einer Einhaltung des Sollwerts ks und des Sollwerts w5. Bei allzu
hohem Istwert des Waschsubstanzen-Masseanteils kann weiter wiederum wie in Fig.
13 eine Zufuhr von Frischwasser zur Verdünnung der Reinigungsflotte erfolgen, indem
dem Antricbsmagneten 42 ein entsprechendes Stellsignal zugeführt wird, das von einem
dem Differenzglied 146 nachgeschalteten Schwellenwertverstärker 174 geliefert wird.
Kurz vor dem Ende des Reinigungsvorganges wird dann wieder der Schalter 172 geöffnet
und der Regeleingriff beendet, um die in der Reinigungsflotte dann vorhandenen Feststoffkörner
noch zur Reinigung auszunutzen, während jedoch zur Förderung der Verfahrensökonomie
kein weiteres Reinigungsgr nulat mehr zugegeben wird. Am Ende des Reinigungsvorganges
werden dann die noch verbleibenden Feststoffkörner wieder mit dem Abwasser in die
Kanalisation überführt, wo sie keine Schadstoffe bilden.
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Bei der in Fig. 15 schematisch dargestellten Einrichtung sind eine
Aufgabestation 176, eine Reinigungskammer 178, eine Nachspülkammer 180, eine Trockenkammer
182 und eine Entnahmestation 184 entlang eines nicht näher dargestellten Endlosförderers
186 hintereinander angeordnet, um beispielsweise wie in Fig. 1 auf Körben 18 getragene
Töpfe abschnittsweise durch die Kammern 178, 180, 182 zu fördern und dabei zu reinigen,
zu spülen und zu trocknen. Die Reinigungskammer 178 kann dabei im Aufbau der in
Fig. 1 gezeigten Spülmaschine 10 entsprechen, mit der Ausnahme, daß die dortige
Tür 16 entfällt, daß statt dessen mit Schwingtüren verschlossene Durchgänge zur
Aufgabestation 176 und zur Nachspülkammer 180 vorgesehen sind und daß die Dosierungsvorrichtung
52 und das Regelgerät 50, wie in Fig. 15 angedeutet, außerhalb des Förderwegs der
Körbe 18 und Töpfe 20 beispielsweise auf der Außenseite der Reinigungskammer 178
angeordnet sind. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß die Reinigungsflotte nicht
in die Kanalisation abgeführt werden muß, bevor ein Nachspülvorgang beginnt, da
in der Reinigungskammer 178 die Reinigungsvorgänge zeitlich aneinander anschließen
und die Reinigungsflotte durch Zufuhr van Frischwasser und Zudosierung von Reinigungsgranulat
nur in dem Maße erneuert werden muß, wie sie verbraucht wird und eine Abfuhr von
Schmutzresten in die Kanalisation erfolgen nuß. Dabei kann die Regelung des Waschsubstanzen-Masseanteils
w und ggf. zusätzlich des Körner-Masseanteils k in der beschriebenen Weise mittels
der Regelvorrichtung gemäß Fig. 13 bzw. Fig. 14 erfolgen, und auch sonst sind die
zu Fig. 1 anhand von Fig. 2 bis 12 beschriebenen Ausgestaltungen mit deren Vorteilen
anwendbar. Besonders günstig ist jedoch, daß eine Relativbewegung zwischen den Sprühanordnungen
und dem jeweils in der Reinigungseinrichtung 178 befLndlichen
Korb
mit den darin befindlichen, zu reinigenden Gegenständen mittels des Förderers 186
erfolgen kann, indem dieser während der Dauer des Reinigungsvorganges und des Verbleibs
des Korbs innerhalb der Reinigungskammer 178 mit geringer Laufgeschwindigkeit angetrieben
wird. Bei der Weiterförderung von der Reinigungskamrrer 178 zur Nachspülkammer 180
bzw. von letzterer zur Trockenkammer 182 kann dagegen der Förderer 186 mit mehrfach
höherer Geschwindigkeit laufen.
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Die Art der verwendeten Feststoffkörner ist bei der Einrichtung nach
Fig. 15 zweckmäßig in gleicher Weise zu wählen wie bei derjenigen nach Fig. 1. So
kann die Reinigungskammer 178 100 1 Reinigungsflotte enthalten, die mittels einer
Pumpe 36 (Fig. 1) in ständiger Rezirkulation gehalten werden, der Körner-Masseanteil
kann auf 3 % gehalten werden, der Waschsubstanzen-Masseanteil kann bei 1,5 % bis
2 % liegen, und der Masseanteil g an waschaktiven Substanzen in den Feststoffkörnern
kann 70 % betragen. Bei der Auflösung der ursprünglich zugegebenen 3 kg Reinigungsgranulat
in 100 1 Reinigungsflotte stellt sich dann genau der gewünschte Waschsubstanzen-Masseanteil
von 1,5 % bis 2 % ein, so daß mittels der Regeleinrichtung nur noch geringe Regeleingriffe
in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad der zu reinigenden Gegenstände erforderlich
sind.
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In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, daß bei der Einrichtung gemäß
Fig. 15, aber auch bei der nach Fig. 1?diC Regeleinrichtung nach Fig. 14 zweckmäßig
als Integrator 164 einen Verschwindsignalintegrator aufweist, wie dies in Fig. 14
durch die wichtigsten Schaltungselemente eines solchen Verschwindsignalintegrators
angedeutet ist. Ein Verschwindsignalintegrator
erzeugt ein Ausgangssignal,
das das zeitliche Intgrationsergebnis eines Eingangssignals darstellt, das jedoch
beim Absinken des Eingangssignals (Verringerung der Impulsfrequenz) mit einer gewissen
Zeitverzögerung ebenfalls wieder absinkt und beim Verschwinden des Eingangssignals
nach einiger Zeit wieder den Wert Null annimmt. Dabei kann die Integrationskonstante
beim Aufintegrieren einerseits und beim Abintegrieren andererseits unterschiedlich
gewählt werden. Für die vorliegende Anwendung ist es zweckmäßig, die Zeitkonstante
beim Aufintegrieren relativ gering und so zu wählen, daß das Ausgangssignal relativ
exakt auch einer relativ schnellen Zudosierung von Reinigungskonzentrat folgen kann,
während andererseits die Zeitkonstante beim Abintegrieren so gewählt ist, daß sie
einigermaßen genau mit der Abnahme des Körner-Masseanteils in der Reinigungsflotte
durch Inlösunggehen von Feststoffkörnern für den Fall übereinstimmt, daß dabei keine
weiteren Feststoffkörner nachgeliefert werden. Die letztgenannte Zeitkonstante ist
wesentlich gröber als die Zeitkonstante der Aufintegration und beträgt angesichts
der mittleren Lebensdauer der Feststoffkörner von 30 min annähernd 12 min. Als Mittel
zur Erzielung solch unterschiedlicher Zeitkonstanten ist in Fig.14 dargestellt,
daß ein als Integrationsmittel vorgesehener Kondensator 186 vom Eingangssignal nach
entsprechender Frequenz-Spannungs-Wandlung über eine Diode 188, eine weitere Diode
190 und ein Ladewiderstand 192 geladen wird, wobei der Widerstandswert des Ladewiderstands
192 multipliziert mit dem Kapazitätswert des Kodensators 186 die Aufladezeitkonstante
bildet. Die Entladung des Kondensators 186 kann dagegen ausschließlich über einen
Entladewiderstand 194 und eine zur Diode 190 antiparallele Diode 196 erfolgen, deren
Reihenschaltung der Reihenschaltung der Diode 190 und des Ladewiderstands 192 parallelgeschaltet
ist, wobei der Entladestrompfad durch einen
zwischen den Diode
188, 196 einerseits und Masse .wndererseits geschalteten Widerstand 198 ergänzt
wird.
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Die Entladezeitkonstante ist das Produkt der Summe der Widerstandwerte
der Entladewiderstände 194, 198 und des Kapazitätswerts des Kondensators 196, und
durch gegenüber dem Ladewiderstand 192 sehr viel größere bemessung des Widerstands
194 wird die relativ lange Zeitkonstante bei der Abintegration erzielt, die der
Abnahme des Körner-Masseanteils k durch Inlösunggehen entspricht.
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Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Rezirkulationsdauer
der Reinigungsflotte gering gegenüber der mittleren Lebensdauer der Feststoffkörner
in der Reinigungsflotte, welche ihrerseits zweckmäßig bei 30 min liegt. Beispielsweise
kann die Rezirkulationsdauer in der Größenordnung von 0,5 sec bis 1 sec liegen,
wobei als Rezirkulationsdauer diejenige Dauer angesehen wird, während deren die
Umwälzpumpe 36 (Fig. 1) ein Volumen an Reinigungsflotte fördert, das dem vorhandenen
Gesamtvolumen an Reinigungsflotte (bei den Ausführungsbeispielen 100 1) gleicht.