DE3130560C2 - Vorrichtung zur Reinigung von mit Erde verschmutzten Gegenständen - Google Patents

Abstract

Bei der Reinigung von mit Erde verschmutzten Gegenständen mit Luft, wie etwa bei der Feldreinigung von Rodungsfrüchten, die nach der Rodung mit Druckluftstrahlen beaufschlagt werden, die durch Zugabe von Wasser zur Luft gehärtet sind, ergibt sich dadurch eine hohe Gesamtenergie des zur Anwendung kommenden, aus Luft und Wasser bestehenden Reinigungsmediums und damit ein hoher Gesamtreinigungswirkungsgrad, daß das Wasser der Luft bereits vor ihrer Verdichtung zugegeben wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von mit Erde verschmutzten Gegenständen mittels Druckluftstrahlen, die durch Zugabe von Wasser zur Luft gehärtet werden, mit einem mit einem Luftansaugkanal versehenen Verdichter, durch den zumindest eine Strahldüse beaufschlagbar ist und mit einer an eine Wasserquelle angeschlossenen Beimischleitung.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 29 29 376 bekannt Die bekannte Lösung zielt darauf ab, das Wasser, das zur Härtung der Luft benötigt wird, aus der Luft ausfallen zu lassen. Die Erfahrung hat gezeigt tiaß das so gewonnene Wasser nicht für alle Fälle ausreicht Der bekannte Vorschlag sieht zwar auch für Fälle dieser Art eine Zugabe von Wasser vor. Diese Zugabe erfolgt hierbei jedoch in Strömungsriciitung der Luft hinter dem Verdichter, in dem das Wasser praktisch direkt in die Strahldüse eingegeben wird. Nachteilig hierbei ist, daß das vom Luftstrom zu beschleunigende Objekt auftrifft Zudem wird die Beschleunigungsenergie zum Beschleunigen des Wassers der Luft entzogen. Diese Umstände wirken sich negativ auf den Reinigungswirkungsgrad aus. Ein weiterer ganz besonderer Nachteil der bekannten Anordnung ist jedoch darin zu sehen, daß der Verdichter mit verhältnismäßig trockener Luft arbeitet und daher geschmiert werden muß, sofern es sich nicht um einen sogenannten trocken laufenden Verdichter handelt Trocken laufende Verdichter in Form von Rotationskolbenmaschinen sind jedoch nur im oberen Leistungsbereich ab 20 mVMin. erhältlich und scheiden daher vielfach schon deswegen aus, von den hohen Gestehungskosten ganz abgesehen. Trocken laufende Hubkolbenverdichter erweisen sich vielfach vom Gewicht und von der Baugröße her als sehr ungünstig. Bei mit einer Schmierung versehenen Verdichtern findet als Schmiermittel in der Re^eI Öl Verwendung, das hinter dem Verdichter wieder abgeschieden werden muß, was einen ölabscheider erforderlich macht. Vielfach besteht dabei die Gefahr, daß sich öl und aus der Luft ausfallendes Wasser vermischen und miteinander emulgieren, was die Abscheidung des Öls erschwert, so daß ölhaltige Luft zum Reinigungseinsatz kommt, was nicht nur eine Belastung der Umwelt darstellt, sondern gleichzeitig zu einer Verseuchung der hiermit gereinigten Gegenstände führen kann, was sich insbesondere bei Lebensmitteln, wie Zuckerrüben oder dergleichen, sehr nachteilig auswirken kann.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß eine hohe Gesamtenergie des zur Anwendung kommenden, aus Luft und Wasser bestehenden Reinigungsmediums und damit ein hoher Reinigungswirkungsgrad erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Beimischleitung drucklos im Ansaugbereich des Verdichters mündet, dessen Gleitflächen aus SiC bestehen und ausschließlich mit dem beigemischten Wasser geschmiert werden.

Hierdurch wird sichergestellt, daß das Wasser zusammen mit der Luft vom Verdichter beschleunigt wird. Der Luftstrahl wird somit nicht nur durch das zugegebene Wasser gehärtet. Vielmehr ist gleichzeitig auch sichergestellt, daß der Luft keine Energie zur

Beschleunigung des Wassers entzogen wird. Infolge eines fehlenden Oberdrucks in der Beimischleitung ist außerdem sichergestellt, daß die beigemischte Wassermenge verhältnismäßig klein ist, so daß in vorteilhafter Weise nicht unnötig viel Wasser beschleunigt werden muß, was sich positiv auf den Leistungsbedarf auswirkt und gleichzeitig einer unerwünschten Benetzung des ■Reinigungsguts entgegenwirkt Das vor der Verdichtung eingegebene Wasser bewirkt außerdem eine Kühlung der Luft, was sich vorteilhaft auf die erreichbare Luftmasse und damit ebenfalls vorteilhaft auf den Reinigungsgrad auswirkt. Zudem bildet das Wasser in vorteilhafter Weise einen Schmierfilm im Verdichter, so daß einersei ts Tiockenlauf nicht erforderlich ist und andererseits aber auch eine Ölschmierung entfallen kann. Vielmehr wird hierbei in vorteilhafter Weise mit einem Medium geschmiert, das gleichzeitig zur Härtung der Luftstrahlen Verwendung finden kann und das völlig unbedenklich ist Aufgrund des für die Gleitflächen verwendeten Materials kommt der Verdichter mit einem dünnen Wasserfilm als Schmier- und Dichtfilm aus, so daß trotz der geringen Wassermenge, die hier gleichzeitig zur Härtung der Luftstr?_fMen und zur Schmierung des Verdichters Verwendung findet, eine ausgezeichnete Abdichtung und eine hohe Lebensdauer erreichbar sind. Gleichzeitig wirkt sich das für die Gleitflächen vorgesehene Material aufgrund seiner guten Wärmeleitfähigkeit auch günstig auf die Kühlung der Luft aus. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen gewährleisten somit in vorteilhafter Weise auch eine ³^ hohe Freizügigkeit hinsichtlich der Verdichtergröße.

Es sind zwar schon mit Wasser geschmierte Verdichter bekanntgeworden (DE-OS 27 20 214). Diese bekannten Anordnungen benötigen jedoch vergleichsweise viel Wasser und arbeiten daher mit einer Druckeinspritzung des Wassers in den Ansaugstutzen. Die hier verwendete Wassermenge wäre für die Härtung eines Luftstrahls viel zu groß. Bei Verwendung einer derartigen Anordnung zur Härtung eines Reinigungsluftstrahls würde daher eine verhältnismäßig große Wassemenge praktisch umsonst beschleunigt, was sich nicht nur negativ auf den Leistungsbedarf auswirken, sondern auch zu einer unerwünschten Benetzung der zu reinigenden Gegenstände führen würde, sofern dem Verdichter keine Wasserabscheidung nachgeordnet würde, wodurch allerdings die mit den erfinduEgsgemäßen Maßnahmen erzielbaren Vorteile ganz oder teilweise verloren gingen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der übergeordneten Maßnahmen kann der Verdichter als Rotationskolben- '" maschine ausgebildet sein Hierbei handelt es sich um eine robuste, bewährte Bauart, die infoige des durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen gewährleisteten Wegfalls von Trockenlauf auch mit kleiner Baugröße konzipiert werden kann, so daß sich insgesamt eine sehr kompakte und dennoch robuste Ausführung ergibt Die Ansprüche 3 bis 5 geben zweckmäßige Ausgestaltungen eines Verdichters hier vorliegender Art an, wie sie zwar zum Teil aus der DE-PS 4 55 543 und US-PS 23 12 655 an sich bekannt sind. Die hieraus bekannten Anordnun- ^M gen haben jedoch nichts mit der Reinigung von mit Erde verschmutzten Gegenständen mittels wassergehärteter Druckluftstrahlen zu tun und wären daher in der vorliegenden Form hierfür auch nicht verwendbar.

Zur Erzielung einer universellen Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Anordnung kann im Bereich des Druckstutzens des Verdichters ein Wasserabscheider vorgesehen sein. Hierd"/ch ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in solchen Fällen zu verwenden, in denen im Hinblick auf das Reinigungsgut nur eine ganz leichte oder gar keine Härtung dpr Druckluftstrahlen erwünscht ist Dasselbe gilt für den FaJJ, daß die angesaugte Luft aufgrund der Witterung bereits viel Wasser enthält. Die Abscheidung des überschüssigen Wassers gestattet auch in Fällen dieser Art trotz Beimischung von Wasser einen ordnungsgemäßen Betrieb.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung mit einer Strahldüse,

F i g. 2 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Verdichterund

F i g. 3 einen Schnitt durch eine andere Verdichterausführung mit zwei Läufern.

Die in F i g. 1 dargestellte Reinigungsvorrichtung besteht aus einer Strahldüse 1, die mit Druckluft beaufschlagt wird und an welcher die zu reinigenden Gegenstände, hier gerodete Zuckerrüben 2, die durch anhaftendes Erdreich und dergleichen verschmutzt sind, vorbeilaufen. Zur Bewerkstelligung einer allseitigen Beaufschlagung der Zuckerrüben 2 durch den aus der Strahldüse 1 austretenden Luftstrahl werden die Rüben

2 während ihres Vorbeigangs an der Strahldüse 1 um eine in Transportrichtung verlaufende Achse gedreht Zur Versorgung der Strahldüse 1 mit Druckluft ist ein Verdichter 3 vorgesehen, der über einen Ansaugkanal 4 Luft ansaugt und durch einen Druckstutzen 5 mit der Strahldüse 1 verbunden ist Der Antrieb des Verdichters

3 erfolgt über eine Antriebswelle 6, die ein Antriebsrad aufnehmen oder einfach mit einer Gelenkwelle oder dergleichen gekuppelt sein kann.

Die aus der Strahldüse 1 austretende Luft wird durch Zugabe von Wasser gehärtet, was den Reinigungseffekt erhöht Das Wasser wird der Luft vor der Verdichtung beigemischt, so daß es im Verdichter 3 zusammen mit der angesaugten Luft beschleunigt wird. Der Wasser und Luft enthaltende, von der Strahldüse 1 abgegebene Strahl besitzt somit eine hohe Energie, so daß auch stark anhaftende Schmutzteilchen zuverlässig abgesprengt werden. Das der Luft beigemischte Wasser wird aus einem Vorratstank 7 entnommen und mittels einer an den Vorratstank 7 angeschlossenen Beimischleitung 8 in den Ansaugkanal 4 eingegeben. Die Beimischleitung 8 ist drucklos. Das Wasser muß somit praktisch vom Verdichter 3 angesaugt werden, wodurch automatisch eine sparsame Wasserzugabe erfolgt, so daß ein Wasserüberschuß nicht zu befürchten ist. Der Vorratstank 7 ist mit einem Versorgungsstutzen 9 versehen, der an eine geeignete Wasserquelle angeschlossen r-ein kann, vorzugsweise an eine hier nicht näher dargestellte Saftpresse zum Auspressen der Rübenblätter. Der Wasserstand im Vorratstank 7 kann durch ein Schauglas 10 überwacht werde". Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, die beim Absinken des Wasserstands unter einen vorgegebenen Mindeststand eine Alarmeinrichtung 11 betätigt. Durch das der Luft beigemischte Wasser wird nicht nur eine Härtung des Luftstrahls, sondern gleichzeitig a'ich eine Schmierung des Verdichters 3 erreicht.

Für Fälle, in denen nur ein ganz geringer Wasseranteil

in der Luft erwünscht ist, ist im Druckstutzen S ein Wasserabscheider 12 vorgesehen. Die abzuscheidende Wassermenge kann manuell mittels eines Einstellorgans 13 eingestellt werden. Das vom Wasserabscheider 12 abgeschiedene Wasser wird dem Vorratstank 7 zugeführt Da die Wasserabscheidung unter Druck erfolgt, der Vorratstank 7 jedoch drucklos sein soll, ist eine direkte Verbindung des Wasserabscheiders 12 mit dem Vorratstank 7 nicht möglich. Dem Wasserabscheider 12 sind daher zwei Behälter 14 nachgeordnet, die alternativ durch den Wasserabscheider 12 befüllt bzw. in den Vorratstank 7 entleert werden. Hierzu werden die Ein- bzw. Ausgänge dieser Behälter 14 durch Ventile 15 bzw. 16 kontrolliert, die gegenläufig zueinander und zum jeweils entsprechenden Ventil des benachbarten Behälters betätigbar sind. Die Ventile 15 bzw. 16 werden durch eine Füllstandsregelung J7 angesteuert. In die Beimischleitung 8 ist ein Absperrorgan 17 eingebaut, das über eine den Wasseranfall im Wasserabscheider 12 abtastende Regeleinrichtung 19 ansteuerbar ist, so daß die Beigabe von Wasser auf einen gewünschten Minimalwert einregulierbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich eine den Luftdruck abtastende Regeleinrichtung 20 vorgesehen, mit welcher ein am Eingang des-Ansaugkanals 4 angeordnetes Absperrorgan 21 angesteuert wird. Zur Anzeige des Feuchtigkeitsgehalts und des Drucks der Luft sind Anzeigeeinrichtungen 22 vorgesehen.

Der Verdichter 3 ist, wie die F i g. 2 und 3 erkennen lassen, als Rotationskolbenmaschine ausgebildet, die einen in einem stationären Gehäuse 24 drehbar gelagerten Uufer 23 aufweist Der prinzipielle Aufbau der Anordnungen gemäß F i g. 2 und 3 ist gleich, so daß für einander entsprechende Teile der Einfachheit halber gleiche Bezugszeichen Verwendung finden. Der Läufer 23, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Flügelzellenläufer, ist in einer Büchse 24 aufgenommen und liegt mit seinen Stirnseiten unter axialer Vorspannung an benachbarten Stirnwänden 25 des Gehäuses 22 an. Der Läufer 23 ist hierzu in axialer Richtung bewegbar gelagert Desgleichen greift eine Stirnwand 25 axial verschiebbar in die zugeordnete Büchse 24 ein. Die Vorspannung in axialer Richtung wird durch eine oder mehrere Gummifedern 26 erzeugt Diese können einfach als Gummiring ausgebildet sein, mit welchem die bewegliche Stirnwand 25 hinterlegt ist Bei dem der F i g. 2 zugrunde liegenden Ausführungsbeispiei ist die bewegliche Stirnwand 25 durch die Gummifeder 26 durchsetzende, gleichmäßig am Umfang verteilte Schrauben 27 am Gehäuseblock 22 festgelegt Die Schrauben 27 müssen zur Nachstellung der betreffenden Stirnwand 25 und damit zur Nachstellung der axialen Vorspannkraft gleichmäßig angezogen werden. Bei dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die bewegliche Stirnwand 25 durch einen Deckel 28 gesichert, der mit einem den Gehäuseblock 22 übergreifenden Gewindeflansch 29 versehen und hiermit gehäuseseitig festgelegt ist Durch Drehen des Deckels 28 wird hierbei eine gleichmäßige Verstellung der benachbarten Stirnwand 25 bewerkstelligt Der Deckel 28 ist zweckmäßig mit einem Ansatz 30 zum Aufsetzen eines Schlüssels versehen. Die hier Verwendung findenden ringförmigen Gummifedern 26 stellen einfache Bauteile dar, die eine gleichmäßige Kraitverteilung ergeben und zudem sehr schwingungssicher sind. Die axiale Vorspannung ergibt in vorteilhafter Weise eine satte Anlage der Läuferstirnseiten an den benachbarten Gehäusestirnwandungen, so daß ein leichter Wasserfilm zur Bewerkstelligung einer zuverlässigen Abdichtung ausreicht. Dieser Wasserfilm kann durch das in den Ansaugstutzen 4 eingegebene Wasser ohne weiteres aufgebaut werden, auch wenn nur soviel Wasser eingegeben wird, wie zur Bewerkstelligung ίο einer zuverlässigen Härtung des Luftstrahls benötigt wird. Um dennoch Verschleiß auszuschließen, bestehen die Gleitflächen des Verdichters 3 aus SiC. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist dies somit in erster Linie beim Läufer 23, der Büchse 24 und den Gehäusestirnwandungen 25 der Fall. Bei dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Läuferwelle 6 in Gleitlagern 31 gelagert, die ebenfalls aus SiC bestehen.

Die den Läufer 23 aufnehmende, aus SiC bestehende Büchse 24 ist von einem Kühlmantel 32 umgeben, der in den dargestellten Ausführungsbeispiel von Kühlwasser durchströmt ist. Das für die Büchse 24 verwendete SiC besitzt eine gute Wärmeleitfähigkeit so daß eine gute Kühlwirkung erzielt werden kann. Der Kühlmantel 32 ist, wie F i g. 1 weiter erkennen läßt, an einen Kühlkreislauf 33 angeschlossen, der über ein Kühlaggregat 34 führt Die Temperatur des Kühlwassers kann im dargestellten Ausführungsbeispiel auf einer Temperaturanzeige 35 abgelesen werden. Das Kühlwasser wird durch eine Pumpe umgewälzt. Bei dem der Fig.2 zugrunde liegenden Ausführungsbeispiel soll hierzu eine vom Verdichter 3 separate, nicht näher dargestellte Pumpe Verwendung finden, die etwa über die Läuferwelle 6 angetrieben werden kann. Bei dem der F i g. 3 zugrunde liegenden Ausführungsbeispiel ist zum Umwälzen des Kühlwassers ein zweiter, auf der Läuferwelle 6 angeordneter Läufer 23a vorgesehen. Die zwischen den beiden Läufern 23 und 23a sich befindende Stirnwand 25 ist fest mit der Büchse 24 verbunden, etwa mittels einer Klebverbindung. Die beiden äußeren Stirnwände greifen jeweils verschiebbar in die jeweils zugeordnete Büchse ein und sind federnd abgestützt Der Läufer 23a sowie die diesen aufnehmende Büchse 24a und die hierin eingreifende Stirnwand 25a bestehen zweckmäßig ebenfalls aus SiC Hierdurch ist in vorteilhafter Weise sichergestellt daß an die Schmutzfreiheit des Kühlwassers keine hohen Anforderungen gestellt werden müssen.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird, wie F i g. 1 so weiter erkennen läßt vom Druckstutzen 5 Luft zur Betätigung eines Pneumatikzylinders 36 abgeneigt, durch den die Strahldüse 1 periodisch hin und her bewegt werden solL Die zum Pneumatikzylinder 36 führende Zweigleitung 37 ist mit einem Steuerventil 38 versehen. Die Gleitflächen dieses Steuerventils 38 bestehen ebenfalls aus SiC so daß auf eine ölschmierung verzichtet werden kann. Es ist daher sichergestellt, daß die vom Pneumatikzylinder 36 in die Umgebung ausgestoßene Luft zu keiner Umweltbelastung und eo Gesundheitsgefährdung führen kann.

Eine Reinigungsvorrichtung vorstehend geschilderter Art eignet sich besonders zum Einbau in eine fahrbare Erntemaschine, z. B. in eine fahrbare Rübenvollerntemaschine.

Hierzu 2 Biatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Reinigung von mit Erde verschmutzten Gegenständen mittels Druckluftstrahlen, die durch Zugabe von Wasser zur Luft gehärtet werden, mit einem mit einem Luftansaugkanal versehenen Verdichter durch den zumindest eine Strahldüse beaufschlagbar ist und mit einer an eine Wasserquelle angeschlossenen Beimischleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Beimischleitung (8) drucklos im Ansaugbereich des Verdichters (3) mündet, dessen Gleitflächen aus SiC bestehen und ausschließlich mit dem beigemischten Wasser geschmiert werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (3) als Rotationskolbenmaschine ausgebildet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtergehäuse eine aus SiC bestehende, einen aus SiC bestehenden Läufer (23) aufnehmende Buchse (24} aufweist, die durch aus SiC bestehende Stirnwandungen (2S) abgedeckelt ist, von denen wenigstens eine in axialer Richtung verschiebbar gelagert und mittels einer Feder (26) elastisch abgestützt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbar gelagerte Stirnwand (25) mit mindestens einer an einem von der Stirnwand und der Büchse unabhängigen Gehäuse- » deckel (28) abgestützten Gummifeder (26) hinterlegt ist

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß der Läuferwelle (6) zwei parallele, von jeweils einer au^c SiC bestehenden ^J5 Büchse (24 bzw. 24a) umfattte, an aus SiC bestehenden Stirnwandungen (25 bzw. 25a) anliegende Läufer (23 bzw. 23a^ vorgesehen sind, deren gemeinsame Stirnwand (25) gehäusefest angeordnet und deren äußere Stirnwand (25 bzw. 25a) jeweils axial verschiebbar gelagert und abgefedert ist

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß im Bereich des Druckstutzens (5) des Verdichters (3) ein Wasserabscheider (12) angeordnet ist, dem zwei Behälter (14) nachgeordnet sind, von denen jeweils einer an den Wasserausgang des Wasserabscheiders (12) und der andere an den mit der Beimischleitung (8) verbundenen Vorratstank (7) anschließbar ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekeni;-zeichnet, daß die dem Wasserabscheider (12) Nachgeordneten Behälter (14) mit einer Füllstandsabtastung (17) versehen sind, durch die eingangsseitig und ausgangsseitig angeordnete Ventile (15 bzw. 16) gegenläufig zueinander und zum jeweils entsprechenden Ventil des jeweils benachbarten iJehälters auf- und absteuerbar sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet daß das im Bereich der Beimischleitung (8) vorgesehene Absperrorgan (18) *><> mittels einer die im Wasserabscheider (12) anfallende Feuchtigkeitsmenge erfassenden Regeleinrichtung (19) ansteuerbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luft- ·>⁵ ansaugkanal (4) mit einem auf- und absteuerbaren Verschlußorgan (21) versehen ist, das mittels einer den Druck im Druckstutzen (5) erfassenden Regelein

richtung (20) ansteuerbar ist