DE3318756A1 - Verfahren und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens zum aufnehmen von abfaellen, insbesondere aus schotterbetten einer gleisanlage - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens zum aufnehmen von abfaellen, insbesondere aus schotterbetten einer gleisanlage

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Description

PATENTANWÄLTE SPOTT: UND'PÜS'
Walter Schneider GmbH & Co. KG München, 17.05.1983 5653 Leichlingen 2/YJitzhelden Pu/ho
P 1066/83
Verfahren und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Aufnehmen von Abfällen, insbesondere aus Schotterbetten einer Gleisanlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Aufnehmen von Abfällen, insbesondere aus Schotterbetten einer Gleisanlage mittels eines über einen Sammelbehälter geführten Luftstromes.
Die Aufnahme von auf der Straßenfläche liegenden Abfällen einschließlich Schmutz- und Staubpartikeln mit Hilfe eines Luftstromes, der im allgemeinen über eine möglichst hohe Bodenströmung erzeugende Saugdüse zur Wirkung gelangt, ist seit langem bekannt. In der Regel ist einer solchen Saugdüse eine sogenannte Kehrwalze zugeordnet, um die Abfälle und die Staub- und Schmutzpartikel von der Straßenoberfläche vor dem Absaugen zu lösen, um so deren Aufnahme zu erleichtern. Um einen möglichst guten Wirkungsgrad zu erzielen, ist es u.a. erforderlich, daß der Abstand der Saugdüse von der Straßenoberfläche möglichst kleingehalten und der Saugbereich durch sogenannte Schürzen abgeschirmt wird.
Um die Aufnahme solcher Abfälle zu erleichtern,· ist es ferner bekannt, einer kastenförmigen Aufnahmevorrichtung je einen getrennt erzeugten Blas- und einen Saugstrom zuzuführen oder aber hinter der Ansaugöffnung des sogenannten Saugmundes Blasdüsen vorzusehen,
■ν
die von einem Abluftanteil des den Saugluftstrom erzeugenden Unterdruckerzeugers gespeist werden. Um das Herausschleudern von Kehrichtpartikeln aus der Aufnahmevorrichtung und oder aus dem Saugmund zu unterbinden, muß der Saugbereich abgeschirmt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Abschirmung des Saugbereiches bei solchen Anordnungen einwandfrei sein muß, da anderenfalls insbesondere bei trockener Witterung die mit Staub angereicherte Blasluft nach außen tritt, was insbesondere beim Einsatz auf unebenen Kehrflächen, wie z.B. gepflasterten Straßen, Rinnsteinen usw. nicht durchführbar ist, da durch die Fugen zwischen den Pflastersteinen zwangsläufig Luftspalten unter den Abdichtelementen entstehen, die ebenfalls ein Austreten der Blasluft begünstigen.
Solche beispielsweise aus der US-PS 514 678 und der DE-QS 28 21 027 bekannten Einrichtungen konnten sich daher in der Praxis nicht einführen.
Es ist auch versucht worden, den durch Blasdüsen bewirkten Effekt durch besondere Formgestaltung einer Saugdüse zu erzeugen. Hierzu ist es bekannt, daß die mit der Kehrfläche'einen spitzen Winkel einschließende Durchsatzebene der Saugmundöffnung in Fahrtrichtung weist, der eine etwa parallel zu der Fläche verlaufende und entgegen der Fahrtrichtung weisende Luftleitvorrichtung zugeordnet ist. Der Saugmund weist hierzu einen etwa rechteckigen Querschnitt auf und wird von einer Vorderwand, einer Rückwand und zwei Seitenwänden gebildet, wobei die Luftleitvorrichtung an der Rückwand des Saugmundes angeordnet ist. Durch die Neigung des Saugkanals wird eine Verkantung der Saugmunddurchsatzöffnung erreicht und damit des Saugluftstromes zur Kehrfläche, was eine entsprechende Verlagerung des an der öffnung entstehenden Saugwirbels mit sich bringt. Die. Richtung der durch den Luftwirbel hervorge-
rufenen auf die Kehrichtpartikel einwirkenden radialen Fliehkräfte soll durch diese Maßnahme nicht mehr parallel zur Kehrfläche verlaufen, sondern stößt im Bereich der Saugkanalrückwand unter einem bestimmten Winkel auf die Kehrfläche, so daß die in gleicher Richtung geschleuderten Kehrichtpartikel von der Kehrfläche wieder abprallen und von dem durch das Luftleitorgan gerichteten Tei1 luftstrom in den Saugmundkanal und damit in den Hauptsaugluftstrom gelangen; vgl. DE-GM 74 32 873.. ·
Abgesehen davon, daß eine solche Gestaltung der Saugdüse das Vorhandensein einer Staub und Schmutz von der zu reinigenden Oberfläche lösenden Kehrwalze voraussetzt, können mit einer solchen Einrichtung Schotterbetten einer Gleisanlage nicht gereinigt werden, da dort infolge der Gleise, der Schwellen, der Befestigungen zwischen Schwellen und Gleisen und des Schotters sowie der Stromzuführungsschienen stark unterschiedliche Niveaus in Bezug auf den Querschnitt der Gleisanlage vorhanden sind und Kehrwalzen einen unerwünschten Einfluß auf die Schottersteine ausüben. Eine Abdichtung der Saugdüse im Ausmaße der vorbeschrie benen Straßenkehrmaschinen ist ebenfalls nicht möglich.
Zum Zwecke der Höhenangleichung der Aufnahmeeinrichtung einer fahrzeuggetragenen Einrichtung zum Reinigen von Schotterbetten ist es aus der DE-PS 22 17 975 bekannt, mehrere.nebeneinanderliegende Saugdüsen vorzusehen, welche mit einem auf dem die Saugdüsen tragenden Fahrzeug angeordneten Schmutzsammelbehälter verbunden sind und die an der Mündung jeder Saugdüse mehrere nebeneinanderliegende und der Höhe nach unabhängig voneinander selbsttätig verstellbare Luftführungselementenpaare aufweisen, wobei die Luftführungselemente eines jeden Paares beidseitig der Mündung der Saugdüse gelagert und zum Zwecke des gemeinsamen Anhebens und Absenkens miteinander gekoppelt sind. Für das
Einstellen der Luftführungselemente an das jeweilige Niveau des Schotterbettes sind druckmittelbetätigte Betätigungszylinder vorgesehen, welche mittels Gelenke an dem.Traggestell aufgehängt sind, wobei sichergestellt ist, daß bei der Aufwärtsbewegung bzw. Abwärtsbewegung eines der Elemente d'as andere Element genau die gleichen Bewegungen ausführt. Die zwangsweise Anpassung aller Luftführungselemente an den jeweiligen Zustand der Gleisanlage kann direkt durch unmittelbare Berührung oder indirekt durch Taststeuerung z.B. durch Abtasten der jeweiligen Höhenlage mittels Ultraschallgeräten in Verbindung mit einer nachgeschalteten mit einer druckmittelbeaufschlagten Betätigungseinrichtung erfolgen.
Trotz des relativ hohen Aufwandes hat es sich jedoch gezeigt, daß auch mit einer solchen Einrichtung Schotterbetten von Gleisanlagen nicht befriedigend zu reinigen sind. Dies gilt insbesondere in den Bereichen von Bahnhöfen, wo Abfälle aller Art, wie beispielsweise Zigarettenkippen, Zigarrenstumpen, Papierschachteln, Papier, leere Getränkebüchsen u.a. auf die Gleisanlagen geworfen werden. Auch eine Erhöhung der Saugleistung bringt keine Abhilfe, da dann die große Gefahr des Ansaugens einzelner Schottersteine besteht, was nicht nur unerwünscht ist sondern auch zur Beschädigung nachgeschalteter Filter und/oder Zyklonabscheider führt. Auch Vorschläge, wie Auffüllen der Schotterbettten auf das Schwellenniveau, Versiegeln des Schotterbettes mittels einer Gußmasse oder gar die Verwendung eines niveaugleichen Betonunterbaues sind entweder nicht anwendbar oder führen zu keiner brauchbaren Lösung. Um insbesondere die Bahnhofsbereiche der Gleisanlagen frei von Abfällen zu halten müssen daher Personen eingesetzt werden, die mit einem sogenannten Nagelstock bewaffnet Kippen, Stumpen, Papier- und andere Verpackungsabfälle aufspießen und manuell in einen Sammelbehälter überführen. Größere Verpackungsgegenstände
und Dosen werden dagegen direkt von Hand aufgelesen und in einen Sammelbehälter überführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren und eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Aufnehmen von Abfällen aus Schotterbetten von Gleisanlagen unter Anwendung eines blasenden und eines saugenden Luftstromes zu schaffen, mit dem ohne zusätzliche Hilfsmittel, wie z.B. Kehrwalzen oder Schotterbettversiegelung, die auf Schotterbetten liegenden Zigaretten-Kippen und Verpackungen sowie deren Teile umfassende Abfälle sicher und schnell mittels eines Luftstromes aufgenommen werden können.
Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Abfälle von der Bodenschicht eines gerichteten kreisförmigen Wirbelstromes kreisend in das Zentrum des Wirbels gefördert und dort vom Sauggrund aufgewirbelt und aus dem Zentrum des Wirbelstromes unter Anfachung einer Bodenströmung in den Sammelbehälter hochgesaugt werden.
Vorteilhaft ist es, wenn der kreisförmige Wirbelstrom von einem schnell kreisenden Hilfsluftstrom von 20 bis 50, vorzugsweise 30 bis 40% der Gesamtluftmenge angefacht wird, der vorzugsweise aus dem Sammelbehälter rezirkuliertwird.
Unter Berücksichtigung der relativen Breite von Gleisanlagen werden nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mehrere kreisförmige Wirbelströme, aus deren Zentren jeweils die aufgewirbelten Abfälle abgesaugt werden, nebeneinanderliegend aneinandergereiht derart erzeugt, daß an den Berührrungsstellen einander benachbarter Wirbelströrne diese gleichsinnig drehen.
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Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung mindestens eine kreisringförmige Wirbeldüse und eine diese koaxial durchsetzende Saugdüse aufweist, deren öffnungen innerhalb einer Ebene liegend in einem vorbestimmten Abstand vom Sauggrund angeordnet sind, und daß die Wirbeldüse mit einer Blasluft führenden Leitung und die Saugdüse mit einer Saugluft führenden Leitung verbunden sind.
In Weiterbildung der Erfindung sind zwecks Bildung einer langgestreckten Aufnahmevorrichtung mehrere Wirbel-Saugdüsen-Kombinationen nebeneinanderliegend angeordnet und von einem gemeinsamen, bodenseitig einen spaltförmigen Saugmund aufweisenden Mantel umgeben sind, der in Abstand zu den
Saug-düsen liegt und mit dem die Einrichtung tragenden Fahrzeug in Fahrtrichtung gelenkig verbunden ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Blasluft z.B. mittels steuerbarer Regelklappen, dem saugluftführenden Teil des vorzugsweise als Gebläse ausgebildeten Unterdruckerzeugers entnommen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. .
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht infolge des ringförmig blasenden Luftstrahles in Richtung zur Saugfläche um das Saugrohr herum einen wesentlichen größeren Abstand der Saugmundöffnung vom Niveau der zu reinigenden Fläche als bis-' her ohne daß dabei die für die Aufnahme der Abfälle wichtige Bodenströmung verringert wird. Es wird also ein Blasluftwirbel in zuerst langsamer und nach innen zu stärkerer Drehung mit zunehmender Geschwindigkeit erzeugt, der Abfälle und Schmutz-
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partikel von der Saugfläche aufwirbelt und nach innen bürstet, wo sie sicher abgesaugt werden. Der durch die Blasströmung erzeugte ringförmige Luftvorhang ist relativ stabil und facht die Bodenströmung zusätzlich an, die unterstützend zur Saugströmung wirkt. Es bildet sich also e,in kompakter Wirbel, ähnlich einer sogenannten Windhose, was zu einer äußerst wirkungsvollen Aufnahme der. Abfälle durch den Saugmund führt. Ein Hinausblasen der Abfälle und Schmutzpartikel aus dem Bereich des Saugmundstückes kann nunmehr nicht mehr stattfinden. Schürzen und nach außen abgedichtete kastenförmige Aufnahmevorrichtungen sind nicht mehr nötig.. Die Vorteile dieses Wirbel-Saugverfahrens werden besonders deutlich, wenn die Saugfläche ein Schotterbett ist, ■-** das ein relativ dichtes Verschließen des Saugbereiches gegenüber der Atmosphäre nicht zuläßt und in dem Abfälle, insbesondere Zigarettenkippen und Teile von Verpackungen durch die ineinander verkeilten Schottersteine klemmend festgehalten werden. Es hat sich überraschender Weise gezeigt, daß z.B. von 100 Zigarettenkippen in einem Schotterbett innerhalb eines Bahnhofbereiches mehr als 90 Zigaretterkippen sicher aufgenommen werden. .
Eine gegenseitige Störung der Blas-Luftwirbel bei nebeneinanderliegend zu einer langgestreckten Flachdüse zusammengefaßten Blas-Saugdüsenkombination ist dadurch vermieden, daß die Rotationsrichtung der blasenden Luftströmungen wechseln, d.h. daß die Drehrichtungen zweier benachbarter Luftwirbel gleichsinn sind.
Die Wirkung der Aufwirbelung und Absaugung bleibt überraschender Weise auch erhalten, wenn eine Schiene als größeres Hindernis quer im Saugwirbel steht, solange der von der Blasluft gebildete obere Rinqwirbel durch dieses Hindernis nicht
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wesentlich qestört wird. Es scheint so, daß die Saugströrriung links und rechts vom Schienenhindernis zu teils liegenden teils stehenden Wirbelwalzen deformiert wird', die bei leicht reduzierten Mengenstrom die gleiche .Reinigung, leisten.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anordnung sind unabhängig davon, ob die saugende Luft im sogenannten Umlaufstrom oder im sogenannten Vakuumbetrieb erzeugt wird. Bei im Umlaufstrom geführter Saugluft ergibt sich eine besonders einfache Abluftreinigung vermittels sog. Zyklonabscheider. Die erfindungsgemäße Einrichtung mit im Umlaufstrom geführter Saugluft und aus der Saugluft abgezweigter Blasluft eignet sich daher besonders zur Verwendung in sog. Zweiwege-Fahrzeugen, die für den Einsatz auf Straßen und Schienenwegen ausgebildet sind.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung mehr oder minder schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. --
Im einzelnen zeigen: ■
Figur 1 ein teilweise im Schnitt dargestelltes Fahrzeug für den Betrieb auf Schienenwegen und Straßen mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum .-. Aufnehmen von Abfällen und Schmutz unter Vermittlung eines Luftstromes,
Figur 2 einen Querschnitt einer Aufnahme-Vorrichtung in Form eines Wirbel-Saugkopfes für die Einrichtung nach Figur 1, in vergrößertem Maßstab,
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Figur 3 eine Einzelheit der Aufnahmevorrichtung nach Figur 2,
Figur 4 einen Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Figur 2,
Figur 5 eine Ansicht von unten auf eine Ausführungsform der Aufnahmevorrichtung mit mehreren nebeneinanderliegenden Wirbel-Saugköpfen nach Figur 2,
Figur 6 einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Wirbel-Saugkopfes gemäß der Erfindung,
Figur 7 einen Schnitt gemäß der Linie VII-VII in Figur und
Figur 8 die Aufnahmevorrichtung nach Figur 2, oberhalb einer Schiene einer Gleisanlage.
Ein für den Betrieb auf Schienenwegen und Straßen geeignetes Fahrzeug 10 mit luftbereiften Rädern 11 und absenkbaren Spurrollen 12 weist einen für das Aufnehmen von Abfällen und Schmutz geeigneten Aufbau 13 auf, der im wesentlichen einen Sammelbehälter 14 für die aufgenommenen Abfälle und den aufgenommenen Schmutz, einen Gebläseraum 15 für ein über ein Getriebe 16 vom Antriebsmotor des Fahrzeuges angetriebenes Gebläse 17, einen Zyklonabscheider 18 sowie verschiedene Lüftleitschächte 19, 20, 21, 22 und 23 umfaßt. Ferner weist der Aufbau mindestens zwei Anschlußstutzen 25 und 26 auf, mit denen beweglich gelagerte Schläuche 27 und 28 aus Metall oder metallverstärktem Gummi oder Kunststoff verbunden sind, die zu der noch zu beschreibenden Aufnahmevorrichtung 30 führen, die im einfachsten Falle als einzelner sogenannter Wirbel-
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Saugkopf ausgeführt ist, der über ein Lager 31 am Aufbau 13 beweglich gelagert ist.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß das Fahrzeug ferner ein Führerhaus 32, einen Motor 33 sowie einen Kraftstoffbehälter 34 umfaßt, die allesamt mit einem auch den Aufbau 13 tragenden Chassis 35 verbunden sind.
Der Sammelbehälter 14 ist mittels eines schwenkbar eingehängten Grobfilters 37 in zwei· Abschnitte unterteilt und weist ferner am Anschlußstutzen 26 eine Ventilklappe 38 auf, die nur durch angefachte Saugluft zu öffnen ist. Stromab zum Grob-, filter 37.befinden sich Leitbleche 39, die einen Ansaugkanal ■•,für das Gebläse 17 begrenzen und ein Feinfilter 41 für den Durchtritt der Saugluft aufweisen.
Der Gebläseraum 15 weist eine Austrittsöffnung 42 auf, um Rückluft aus dem durch das Gebläse 17 angefachten Saugstrom abzweigen zu können; diese Rückluft wird über den Luftschacht 22, den Schlauch 27 und damit dem Wirbel-Saugkopf 30 zugeführt, während der Hauptteil des über den Wirbel-Saugkopf angesaugten und über den Schlauch 28 geführten Saugluftstromes über den Luftleitschacht 19 dem Zyklonabscheider 18 zugeführt wird. Der dort herrschende überdruck bewirkt, daß gereinigte Luft über die Luftleitschächte 20 und 21 und eine Austrittsöffnung 43 in die Atmosphäre überführt wird, während die Schmutzteile und Abfälle führende Luft über den Luftleitschacht 23 zum Sammelbehälter 14. geführt wird.
Nunmehr sei anhand der Figuren 2 bis 4 die als kreisförmiger Wirbel-Saugkopf ausgebildete Aufnahmevorrichtung 30 im einzelnen beschrieben. Der kreisförmige Wirbel-Saugkopf weist an einem
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Ende zwei in einer Ebene liegende, koaxial zueinander angeordnete Öffnungen 50 und 51 auf. Durch die Öffnung 50 wird Luft angesaugt und durch die öffnung 51 Rückluft aus dem . Saugluftstrom zwecks einer Wirbelanfachung ausgeblasen, wie später noch im einzelnen beschrieben werden wird.
Hierzu ist wie Figur 2 zeigt, ein zentrales Rohrstück 5.3 vorge sehen, demein zweites, nach Art eines Hosenrohres ausgebildetes und in ein zum ersten Rohrstück koaxiales Rohr auslaufendes Rohrstück 54 zugeordnet ist. Der Erweiterungswinkel der als Diffusor wirkenden Rohrhälften 57 ist kleiner als 7°, um eine turbulenzarme Luftströmung zu erzielen.
Im koaxialen Bereich 55 des Rohrstückes 54 sind.mindestens sechs, vorzugsweise aber zwölf in Figur 3 näher dargestellte Schaufeln oder Leitbleche 56 nach Art eines Schaufelkranzes eingefügt, durch den zugeleitete Rückluft aus dem Gebläseraum 15 in eine kreisförmige Wirbelströmung überführt wird. Die Neigungswinkel«:^ der geraden Bereiche 56' der Leitbleche 56 in bezug auf die Waagerechte betragen etwa 8 bis 15 vorzugsweise 10 bis 13°. Die Überdeckung ü beträgt 0 bis 25, vorzugsweise 10 bis 15% der Länge L des geraden Teils 56' der Leitbleche 56. Der Umfangsradius R des gebogenen Teils der Leitbleche beträgt jeweils 30 bis 60 vorzugsweise 35 bis· 40 % des geraden Teils 56' also der Länge L der Leitbleche. Auch können die geraden Bereiche der Leitbleche in sich verwunden sein. Der öffnungs.durchmesser des zentralen Rohrstückes 53 beträgt etwa 250 bis 300, vorzugsweise 250 mm, der des koaxialen Rohrstückes' 54 etwa 400 bis 500, vorzugsweise 400 mm. Die Übergangswinkel und Neigungen des zweiten Rohrstückes sind so gewählt und ausgebildet, daß die Rückluft in einer ruhigen Luftströmung geführt wird, d.h. daß alle schroffen übergänge innerhalb der Rückluft führenden Bauteile vermieden sind.
Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, bildet das zentrale Rohrstück 53 also eine Saugdüse, während das dazu koaxial liegende Rohrstück 54 eine Wirbeldüse bildet.
Die den öffnungen 50 und 51 abgewandten Enden der Rohrstücke 53 und 54 weisen nicht näher dargestellte Anschlußflansche 58 und 59 auf, vgl. Figur 1, an die die genannten Schläuche 27 und 28 fest angeschlossen sind. Schließlich ist in dem die Rückluft führenden Schlauch 27 eine einstellbare Drossel 60 vorgesehen, die relativ weit entfernt von den Leitblechen 56 angeordnet ist, um eine turbulenzarme Strömung aufrechterhalten zu können. Ferner ist es zweckmäßig, auch die Saugströmung im zentralen Rohrstück 53 zu beruhigen. Hierzu dienen Gleichrichterlamellen 6j von ca. 250 mm Länge und ca. 60 rnm größten Höhe h, vgl. F i g u r 2 .
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende:
Der mittels des Gebläses 17 erzeugte Saugluftstrom ist, wie bereits erwähnt, bei 42 angezapft und liefert die für den Betrieb der Wirbeldüse 54 benötigte Blasluft. Diese strömt in Richtung der Pfeile 75 mit geringer Geschwindigkeit v™ axial auf die Leitschaufeln 56, wird umgelenkt, auf die wesentlich höhere Geschwindigkeit vü1 beschleunigt und bildet dabei den antreibenden Wirbelring 76 - vgl. Figur 2 - der unter den Leitschaufeln-Austrittsöffnungen, also unterhalb der Au.strittsöffnung 51 rotiert und gleichzeitig in das zentrale Rohrstück 53 eingesaugt wird. Ein die sog. Bodenströmung bildender Luftstrom 77 wird gleichezätig aus der Umgebung mit zuerst kleiner Geschwindigkeit V^0 radial angesaugt, gerät durch Reibung und Impulsaustausch mit dom Blasluftwirbel 76 in zuerst langsame und nach innen zu stärkere Drehung mit zunehmender Geschwindigkeit V^1, wobei die am Schotterbett oder Soden 78 entlangstreichende unterste Schicht wegen der dort herrschenden großen
BAD ORIGINAL - 1 7 -
Wandreibung wesentlich langsamer dreht, dafür aber mit größerer Radialgeschwindigkeit nach innen ins Zentrum 79 des Wirbels strömt. Die vereinigten Ströme BO werden schließlich im Saugrohr 53 abgeführt, nachdem der Drall durch die Gleichrichterlamellen 63 ganz oder teilweise vernichtet wurde.
In gleicher Weise wirken die in Figur 5 gezeigten drei oder mehr nebeneinander und jeweils entgegengesetzt drehende, Luftwirbel erzeugende Wirbel-Saugköpfe, die in gleicher Weise wie in Figur dargestellt aufgebaut sind und von einem als Begrenzung wirkenden gemeinsamen Träger 65 umhüllt werden.
In Figur 6 ist eine zweite Ausführungsform eines Wirbel-Saugkopfes 30' dargestellt, der eine tangentiale Blasluftzuführung 82 aufweist, die nach Art einer Strömungsspirale 83 ausgebi ldet"ist und aus der die Blasluft durch den von Leitschaufeln freien Ringraum 84 im wesentlichen drehend als Ringwirbel nach unten austritt und in das hier sich zunächst verjüngende und danach wieder erweiternde zentrale Rohrstück 53' eingesaugt wird. Auch bei dieser Ausführungsform des Wirbel-Saugkopfes sind Gleichrichterlamellen 63' angeordnet, die sich im erweiterten Teil des zentralen Rohrstückes befinden; vgl. auch Figur 7. Die genannte Strömungsspirale 83 ist also um das zentrale Rohrstück 53 herumgelegt. Die Luftströmung weist am Austritt 84 eine irn Verhältnis der Radien Rs - mittlerer Radius der Ringschlitze 84. - zu Rp - mittlerer Radius der Austrittsöffnung 84 - langsamere Geschwindigkeit auf, als die im Ringschlitz gewünschte Umfangsgeschwindigkeit.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung saugt ein Wirbel-Saugkopf gemäß der Ausbildung nach Figur 2 im zentralen Rohrstück 53 von 250 mm Durchmesser ca. 1,25 m /s
Luft ab, davon ca. 2/3 Saugluft aus der Umgebung und . cn. 1/3 rückgeführte Blasluft. Die Blasluft strömt durch den koaxialen Ringraum 51 von ca. 400 mm äußerem Durchmesser mit etwa 5 m/s axial zu 10 Leitschaufeln,, zwischen denen sie auf die Austrittsqeschwindiqkeit vD1
D 1
■ = 20 m/s beschleunigt wird. Der Strömungswinkel«:* ß beträgt 12°. Die Höhe H über dem Schotterbett 78 beträgt ca. 200 min, die Radialkomponente der Saugströmung unterhalb des Blasluftringwirbels 76 beträgt in ca. 75 mm Abstand vom Niveau des Schotterbettes etwa 6 m/s, die Drehgeschwindigkeit in der gleichen Ebene etwa 16 m/s. Die resultierende Geschwindigkeit der Luftströmung beträgt etwa 17 m/s. In der untersten Schicht über der Bodenfläche oder im Schotterbett ist die Drehgeschwindigkeit der Luftströmung ca. 10 m/s, die Radialgeschwindigkeit aber etwa 12 m/s und die daraus resultierende Gesamtgeschwindigkeit etwa 15,5 m/s. Diese Luftströmung reißt alle insbesondere auch für Bahnhofsbereiche typische SchmutzteiIe und Abfälle aus einem Schotterbett mit, wenn das die Aufnahmeeinrichtung tragende Fahrzeug mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,5 bis 0,7 m/s vorwärts fährt. Von besonderem Vorteil ist es, daß die leicht verunreinigte rezirkulierte Blasluft zusammen mit ihrem Reststaub vollständig wieder eingesaugt wird ohne daß der Staub erneut in die Umgebung gerät. Im Zyklonabscheider 18 von etwa 600 mm Durchmesser und 1500 mm Höhe kann die Abluft von etwa 4 Wirbelsaugköpfen der in Figur 2 dargestellten Art bis zu einem Druckverlust von 250 mm WS mit einer Grenzkorngröße von ca. 3 bis 4 mm annähernd vollständig gereinigt werden. Der vor dem Gebläse für das Absaugen benötigte Unterdruck beträgt annähernd 350 mm WS, der Gesamtdruckabfall beträgt also etwa 600 mm WS, was bei Anwendung der genannten vier Wirbel-Saugköpfe mit einem Luft-
3
durchsatz von je 1,25 rn /s, also einer Gesamtluft von ca.
3
5 πι /s eine Nettoleistung von rund 30 KW und bei einem Wirkungs-
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gradYl G .,^ 0 6 eine Bruttoantriebsleistung .von ca.
50 KW erfordert!
Durch die im zentralen Saugrohr 53 angeordneten vier Gleichrichterlamellen 63 (vgl. Figur 4) von 250 mm Länge und 60 mm größte Höhe h, kann der Druckverlust in der Saugleitung nach weitgehendem Brechen des Strahls um ca. 80 mrn VJS reduziert werden, so daß der Gesaintdruckverlust auf 520 mm WS sinkt, und damit auch die Gebläseleistung auf etwa 43 KW. Selbstverständlich kann diese Einsparung durch eine größere Luftmenge wieder kompensiert werden, um dadurch die Reinigungswirkung und die Grenzkorngröße des Zyklonabscheiders zu verbessern; Voraussetzung hierzu ist jedoch, daß keine allzu großen und allzu vielen Blechdosen aus einem zu reinigenden Schotterbett aufgesaugt werden müssen, da diese jeweils zu zweit oder zu dritt u.U. an den Gleichrichterlamellen blockieren können. In solchen Fällen muß auf die Anordnung von Gleichrichterlamellen verzichtet werden.
Diese Ausführungen gelten in entsprechender Weise auch bei Verwendung der beschriebenen Aufnahme-Vorrichtung zum Reinigen von annähernd ebenen Grundflächen, wie Straßen.

Claims (1)

  1. -PATENTANWÄLTE SPOTT'UND FUSOHMANN
    Walter Schneider GmbH & Co. KG München, 17.05.1983 Leichlingen 2/Witzhelden P 1066/83 ο ο-ι ο-7 ir c
    Pu/rei ^ ^ I O / O C
    PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zum Aufnehmen von Abfällen, insbesondere aus Schotterbetten einer Gleisanlage, mittels eines über einen Sammelbehälter geführten Luftstromes, dadurch gekennzeichnet , daß die Abfälle von der Bodenschicht eines gerichteten kreisförmige'n Wirbelstromes kreisend in das Zentrum des Wirbels gefördert und dort vom Sauggrund aufgewirbelt und aus dem Zentrum des Wirbelstromes unter Anfachung einer Bodenströmung in den Sammelbehälter hochgesaugt werden.
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kreisförmige Wirbelstrom von einem schnell kreisenden Hi Ifsluftstrom von 20 bis 50, vorzugsweise 30 bis 40 % der Gesamt luftmenge angefacht wird, der vorzugsweise aus dem Sammelbehälter rezirkuliert wird.
    Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e *- k e nnzeichnet, daß mehrere kreisförmige Wirbelströme, aus deren Zentren jeweils die aufgewirbelten Abfälle abgesaugt werden, nebeneinanderliegend aneinandergereiht derart erzeugt werden, daß an den Berührungsstellen einander benachbarter Wirbelströme diese gleichsinnig drehen.
    Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß ca. ein Drittel des mittels eines Gebläses erzeugten Saugluftvolumens als Wirbelluft strö-
    CO mungsberuhigt rückgeführt und als kreisförmige Wirbel-
    -2-
    strömung mit einem gegenüber dem Saugdruck geringeren Druck gerichtet zwecks Wirbelanfachung in der Bodenströmung ausgeblasen wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugluftstrom drallberuhigt in den Sammelbehälter geführt wird. .
    6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5 mit einem die Einrichtung tragenden Fahrzeug, das mindestens eine Luftstromquelle, eine mit einer Ansaugöffnung versehene Aufnahmevorrichtung und einen Sammelbehälter für die aus dem Luftstrom abzuscheidenden Ab-
    *„„ fälle aufweist, dadurch gekenn ζ ei chnet , daß die Aufnahmevorrichtung (30) mindestens eine kreisringförmige Wirbeldüse (54) und eine diese koaxial durchsetzende Saugdüse (53) aufweist, deren öffnungen (50, 51) innerhalb einer Ebene liegend in einem vorbestimmten Abstand (H) vom Sauggrund angeordnet sind, und daß die Wirbeldüse (54) mit einer Blasluft führenden Leitung (27) und die Saugdüse (53) mit einer Saugluft führenden Leitung (28) verbunden sind.
    7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Bildung einer langgestreckten Aufnahmevorrichtung (301) mehrere Wirbel-Saugdüsen-Kombinationen (54, 53) nebeneinanderliegend angeordnet und von einem gemeinsamen, bodenseitig einen spaltförmigen Saugmund aufweisenden Mantel (65) umgeben sind, der "in Abstand zu den Saug- düsen (54) liegt und mit dem die Einrichtung tragenden Fahrzeug (10) in Fahrtrichtung gelenkig verbunden ist.
    8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasluft als Rückluft über eine öffnung (42)
    ■· dem Saugluft führenden Teil (15) der vorzugsweise als Gebfäse
    (17) ausgebildeten Luftstromquelle entnehmbar ist. wvu-
    9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichn et , daß die Wirbeldüse (54) einen aus Leitblechen (56) gebildeten Schaufelkranz aufweist, daß die Leitbleche (56) in ihrem annähernd geraden Teil (56') in bezug auf die Waagerechte einen Schaufelwinkel χ B von 8 bis 15, vorzugsweise JO bis 13 ° einschließen, daß die Überdeckung (Ü) 0 bis 25, vorzugsweise 10 bis 15 % der Länge des geraden Teils (561) der Leitbleche (56) beträgt und daß der Umfangsradius (R) des gebogenen Teils der Leitbleche 30 bis 60, vorzugsweise 35 bis 45 % des geraden Teils der Leitbleche beträgt.
    10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der die Rückluft zuleitende Luftleitkanal hosenrohrartig als zweiteiliger, in eine die Saugdüse (53) umfassende Kreisringfläche übergehender Diffusor (57) ausgebildet ist, dessen Erweiterungswinkel β kleiner als 7 ° ist.
    11. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugdüse (53) eine aus Gleichrichterblechen (63) gebildete Beruhigungsstelle aufweist.
    12. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugdüse (53) einen Durchmesser von 250 bis 300, vorzugsweise von 250 mm, und die Wirbeldüse (54) einen Durchmesser von 400 bis 500, vorzugsweise von 400 mm aufweist,
    •13. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der in dergleichen Ebene liegenden Öffnungen der Wirbel- und Saugdüse (53, 54) vom Niveau der zu reinigenden Bodenfläche etwa 180 mm beträgt.
    H- Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5 mit einem die Einrichtung tragenden Fahrzeug, das mindestens eine Luftstromquelle, eine mit einer
    Ansaugöffnung· versehene Aufnahmevorrichtung und einen SaWf-' · ' · GQFY
    melbehälter für die aus dem Luftstrom abzuscheidenden Abfälle aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß die Aufnahmevorrichtung (301) eine um das Saugrohr (53) herumgelegte Spirale (70) für die Zuführung der Blasluft ist, die am Eintritt (71) im Verhältnis der Radien R<(mittlerer Radius des Ringschlitzes 72() : RE (mittlerer Radius der Eintrittsöffnung 73) langsamer als die im.Ringschlitz gewünschte Umfangsgeschwindigkeit ist.
    15.Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (53') im Bereich zur Öffnung (50) zunächst sich verjüngend und danach wieder erweiternd ausgebildet ist, vgl. Figur 6.
    16.Einrichtung nach den Ansprüchen 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (531) in seinem sich erweiternden Bereich eine aus Gleichrichterblechen (63') gebildete Beruhigungsstelle aufweist.
    17.Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 16, gekennzeichnet durch ihre Verwendung als Reinigungsaggregat für ein für den Fahrbetrieb auf Straßen und Schienenwegen eingerichtetes Fahrzeug (10).
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