EP0538238A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Staub- und Schmutzpartikel - Google Patents

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EP0538238A1
EP0538238A1 EP92890224A EP92890224A EP0538238A1 EP 0538238 A1 EP0538238 A1 EP 0538238A1 EP 92890224 A EP92890224 A EP 92890224A EP 92890224 A EP92890224 A EP 92890224A EP 0538238 A1 EP0538238 A1 EP 0538238A1
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EP
European Patent Office
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suction pipe
opening
mouth opening
cleaned
suction
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Withdrawn
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EP92890224A
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English (en)
French (fr)
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Dietrich Dipl.-Ing. Ranner
Wolf-Dieter Dipl.-Ing. Dr. Buchinger
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BUCHINGER WOLF DIETER
Original Assignee
BUCHINGER WOLF DIETER
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    • E01H1/08—Pneumatically dislodging or taking-up undesirable matter or small objects; Drying by heat only or by streams of gas; Cleaning by projecting abrasive particles
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    • A47L9/00—Details or accessories of suction cleaners, e.g. mechanical means for controlling the suction or for effecting pulsating action; Storing devices specially adapted to suction cleaners or parts thereof; Carrying-vehicles specially adapted for suction cleaners
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    • E01H1/08—Pneumatically dislodging or taking-up undesirable matter or small objects; Drying by heat only or by streams of gas; Cleaning by projecting abrasive particles
    • E01H1/0827—Dislodging by suction; Mechanical dislodging-cleaning apparatus with independent or dependent exhaust, e.g. dislodging-sweeping machines with independent suction nozzles ; Mechanical loosening devices working under vacuum
    • E01H1/0836—Apparatus dislodging all of the dirt by suction ; Suction nozzles

Definitions

  • the invention relates to a method for removing dust and dirt particles from large surfaces by moving a suction pipe over the surface, the mouth opening of which is spaced from the surface, preferably essentially parallel to it.
  • the suction pipe is connected to a suction fan.
  • the suction pipe When cleaning large areas, e.g. Roads, slopes of airfields and the like the suction pipe (the suction head) must be arranged at a relatively large distance from the surface to be cleaned for geometric and spatial reasons.
  • the flow velocity of the suction air results from the air volume that has passed through and the area perpendicular to the direction of flow between the suction head and the area to be cleaned.
  • the construction-related distances between the suction basket and the surface of the floor mean that, in order to achieve the required flow speed, such large volumes of air have to be moved that the system components required for this, such as vehicle drive, blower, blower compressor, coarse separator, dust filter etc., are no longer accommodated in a single mobile device can be. That is why conventional large-scale vacuum systems are divided between two or more devices that are coupled together. The suction result is nevertheless unsatisfactory in all such large systems known to date.
  • the invention remedies this deficiency in that, in a method of the type mentioned at the outset, according to the invention, in front of, possibly also behind the mouth of the suction pipe, a swirl roller guiding the suction flow against the surface to be cleaned is formed from at least two air flows brought together at different speeds at an acute angle becomes. Due to the method according to the invention, the air flowing in relatively slowly into the space formed between the suction basket and the surface to be cleaned is deflected by aerodynamic effects from the suction basket against the surface to be cleaned such that a substantial increase in the flow velocity in the vicinity of the surface to be cleaned is achieved, whereby the suction effect and the suction power and thus the cleaning effect are significantly improved.
  • a device has proven particularly suitable for carrying out the method according to the invention, in which a baffle protrudes from at least one of the longer sides of the substantially rectangular mouth opening of the suction pipe, the underside of which is preferably concave.
  • the arrangement of the guide plate results in a favorable air flow in the area of the mouth of the suction pipe. If the guide plate is concavely curved, the guide plate is adapted to the shape of the vortex roller formed under the guide plate.
  • a flow divider is arranged in front of and at a distance from the free edge of the guide plate or the longer side of the mouth opening, which optionally as a wing with itself preferably parallel to the longer one, for generating two different air currents Side of the rectangular mouth opening extending edge is formed.
  • the arrangement of the flow divider allows the generation of two air flows at different speeds, so that a shear effect in the area where the two air flows meet forms a vortex roller that is stationary with respect to the suction head.
  • This vortex roller deflects the major part of the air flowing to the inlet opening of the suction pipe against the surface to be cleaned, which must flow through the relatively low gap between the circumference of the vortex roller and the surface to be cleaned and at the same time achieves a high flow velocity, which releases dirt particles from the surface to be cleaned is beneficial. If the flow divider is designed as a wing (with wing profile), this favors the flow for aerodynamic reasons.
  • the vortex roller can also be achieved by blowing nozzles, which are arranged in front of the mouth of the suction pipe and are pressurized with compressed air, the axes of which preferably run parallel to one another and at an acute angle to the plane of the mouth.
  • the blow nozzles can also be attached to the flow divider, in which case they have the effect of the flow divider.
  • the vortex roll can also be achieved by using the blow nozzles alone, without using the flow divider.
  • the suction pipe is designated, which is connected to a suction fan, not shown in the drawing.
  • the area to be cleaned is designated by 12.
  • the mouth opening 9 of the suction pipe 1 is rectangular in shape, with guide plates 2 projecting from the longer sides 8 of the mouth opening 9, the underside 11 of which can be concavely curved.
  • the flow velocity can be increased by reducing the flow cross section F. Since the length 1 of the flow cross section is predetermined by the device, only the height h of the flow cross section can be reduced in order to reduce the flow cross section.
  • h ′ is significantly smaller than h (distance between the underside of the guide surface 11 of the surface to be cleaned 12)
  • a flow velocity v ' occurs which is substantially greater than the velocity v on the basis of a flow cross-section limited by the underside 11 of the guide surface 2.
  • the flow cross-section is thus reduced aerodynamically, while maintaining a substantially larger geometric distance between the surface 12 to be cleaned and the underside 11 of the guide plates 2.
  • turbulence is generated in the edge zones of the stationary vortex roller 7, the shock-like pressure waves on the dirt parts on the surface to be cleaned Exercise surface 12, whereby the dirt particles are more easily detached from the surface 12 to be cleaned.
  • the vortex roller 7 is formed by bringing together at least two air streams 5 and 6 which flow at different speeds, as can be seen in FIG. 2.
  • flow dividers 3 can be provided, which are arranged in front of and at a distance from the free edge of the guide plate 2 or the longer side 8 of the opening 9.
  • the flow divider 3 can be formed by an airfoil profile, the edge of which extends parallel to the longer side 8 of the rectangular opening 9.
  • compressed air can also be provided with blowing nozzles 4, the axes of which preferably lie parallel to one another in a common plane and enclose an acute angle with the plane in which the opening 9 of the suction pipe 1 lies.
  • the blowing nozzles 4 can also be attached to the flow divider 3. If the flow divider 3 is designed as an airfoil profile, the blowing nozzles 4 are preferably arranged along the edge of the airfoil profile, spaced apart from one another.
  • the air drawn off via the suction pipe 1 can also be used to supply the blowing nozzles 4 after it has been freed from the entrained dust or dirt particles.
  • a separate compressor can be provided to generate the compressed air for the blowing nozzles 4.

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  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Staub- und Schmutzpartikel von großen Flächen durch Bewegen eines Saugrohres über die Fläche, dessen Einmündungsöffnung von der Fläche beabstandet, vorzugt im wesentlichen parallel zu dieser, gehalten wird, wobei vor, gegebenenfalls auch hinter der Einmündungsöffnung des Saugrohres, eine den Saugstrom gegen die zu reinigende Fläche lenkende Wirbelwalze aus mindestens zwei mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten unter einem spitzen Winkel zusammengeführten Luftströmen gebildet wird. Gegenstand der Erfindung ist weiters eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, wobei von mindestens einer der längeren Seiten 8 der im wesentlichen rechteckigen Einmündungsöffnung 9 des Saugrohres 1 ein Leitblech 2 absteht, dessen Unterseite 11 bevorzugt konkav gewölbt ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Staub- und Schmutzpartikel von großen Flächen durch Bewegen eines Saugrohres über die Fläche, dessen Einmündungsöffnung von der Fläche beabstandet, bevorzugt im wesentlichen parallel zu dieser, gehalten wird. Das Saugrohr ist an ein Sauggebläse angeschlossen. Beim Reinigen großer Flächen, wie z.B. Straßen, Pisten von Flugplätzen u.dgl. muß das Saugrohr (der Saugkopf) aus geometrischen und räumlichen Gründen in relativ großem Abstand von der zu reinigenden Fläche angeordnet werden. Die Strömungsgeschwindigkeit der Saugluft ergibt sich aus dem durchgesetzten Luftvolumen und der Fläche senkrecht zur Strömungsrichtung zwischen dem Saugkopf und der zu reinigenden Fläche. Die baubedingten Abstände zwischen Saugkorb und Bodenoberfläche führen nun dazu, daß zur Erzielung der erforderlichen Strömungsgeschwindigkeit so große Volumen an Luft bewegt werden müssen, daß die dafür erforderlichen Anlagenteile wie Fahrzeugantrieb, Gebläse, Blaskompressor, Grobabscheider, Staubfilter usw. in einem einzigen Mobilgerät nicht mehr untergebracht werden können. Deshalb sind herkömmliche Großstaubsauganlagen auf zwei oder mehrere Geräte verteilt, die zusammengekoppelt werden. Das Saugergebnis ist trotzdem bei allen derartigen bisher bekannten Großanlagen wenig zufriedenstellend.
  • Die Erfindung behebt diesen Mangel dadurch, daß bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art, erfindungsgemäß vor, gegebenenfalls auch hinter der Einmündungsöffnung des Saugrohres, eine den Saugstrom gegen die zu reinigende Fläche lenkende Wirbelwalze aus mindestens zwei mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten unter einem spitzen Winkel zusammengeführten Luftströmen gebildet wird. Durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung wird die an sich relativ langsam in den zwischen Saugkorb und der zu reinigenden Fläche gebildeten Raum einströmende Luft durch aerodynamische Effekte so vom Saugkorb gegen die zu reinigende Fläche abgelenkt, daß eine wesentliche Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in Nähe der zu reinigenden Fläche erzielt wird, wodurch der Saugeffekt und die Saugleistung und damit der Reinigungseffekt wesentlich verbessert werden.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erweist sich eine Vorrichtung als besonders geeignet, bei der von mindestens einer der längeren Seiten der im wesentlichen rechteckigen Einmündungsöffnung des Saugrohres ein Leitblech absteht, dessen Unterseite bevorzugt konkav gewölbt ist. Die Anordnung des Leitbleches ergibt eine günstige Luftführung im Bereich der Einmündungsöffnung des Saugrohres. Ist das Leitblech konkav gewölbt, wird eine Anpassung des Leitbleches an die Form der unter dem Leitblech gebildeten Wirbelwalze erzielt.
  • In besonderer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen werden, daß zur Erzeugung zweier unterschiedliche Geschwindigkeit aufweisender Luftströme vor und im Abstand von dem freien Rand des Leitbleches bzw. der längeren Seite der Einmündungsöffnung ein Strömungsteiler angeordnet ist, der gegebenenfalls als Flügel mit sich bevorzugt parallel zur längeren Seite der rechteckigen Einmündungsöffnung erstreckender Kante ausgebildet ist. Die Anordnung des Strömungsteilers erlaubt die Erzeugung von zwei Luftströmungen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, so daß durch Scherwirkung im Bereich des Zusammentreffens der beiden Luftströme sich eine bezüglich des Saugkopfes stationäre Wirbelwalze ausbildet. Diese Wirbelwalze lenkt den überwiegenden Teil der zur Einströmöffnung des Saugrohres fließenden Luft gegen die zu reinigende Fläche ab, die den relativ niederen Spalt zwischen dem Umfang der Wirbelwalze und der zu reinigenden Fläche durchströmen muß und dabei eine hohe Strömungsgeschwindigkeit erreicht, was dem Lösen von Schmutzpartikeln von der zu reinigenden Fläche förderlich ist. Ist der Strömungsteiler als Flügel (mit Tragflächenprofil) ausgebildet, begünstigt dies aus aerodynamischen Gründen die Strömung.
  • Die Wirbelwalze kann in besonderer Ausgestaltung der Erfindung auch durch vor der Einmündungsöffnung des Saugrohres angeordnete, mit Druckluft beaufschlagte Blasdüsen erzielt werden, deren Achsen bevorzugt parallel zueinander und unter spitzem Winkel zur Ebene der Einmündungsöffnung verlaufen. Die Blasdüsen können dabei auch am Strömungsteiler befestigt sein, in welchem Fall sie die Wirkung des Strömungsteilers noch verstärken. Allerdings kann die Wirbelwalze auch durch alleinigen Einsatz der Blasdüsen, ohne Verwendung des Strömungsteilers, erzielt werden.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, die ein Ausführungsbeispiel einer zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeigneten Vorrichtung zeigt. In den
       Fig. 1 und 2 ist die Vorrichtung in schaubildlicher Darstellung wiedergegeben.
  • Mit 1 ist in der Zeichnung das Saugrohr bezeichnet, das an ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Sauggebläse angeschlossen ist. Die zu reinigende Fläche ist mit 12 bezeichnet. Die Einmündungsöffnung 9 des Saugrohres 1 ist rechteckig gestaltet, wobei von den längeren Seiten 8 der Einmündungsöffnung 9 Leitbleche 2 abstehen, deren Unterseite 11 konkav gewölbt sein kann. Die Geschwindigkeit v, mit der die Luft zwischen dem Leitblech 2 und der zu reinigenden Fläche 12 strömt, ergibt sich aus dem Durchsatzvolumen V der Luft in der Zeiteinheit durch das Saugrohr 1 und der Fläche F des Strömungsquerschnittes zwischen Leitblech 2 und zu reinigender Fläche 12 aus der Beziehung v = V/2F, wobei F = 1.h ist, mit h als Höhe des Durchströmquerschnittes und 1 als Länge des Durchströmquerschnittes. Es ist ersichtlich, daß bei gleichem Durchsatzvolumen V die Strömungsgeschwindigkeit durch Verkleinern des Strömungsquerschnittes F erhöht werden kann. Da die Länge 1 des Durchströmquerschnittes durch die Vorrichtung vorgegeben ist, kann nur die Höhe h des Strömungsquerschnittes vermindert werden, um den Durchströmquerschnitt zu vermindern.
  • Die Erfindung weist nun einen Weg, die Höhe h zu vermindern, ohne den Abstand zwischen der zu reinigenden Fläche 12 und der Unterseite 11 des Leitbleches zu verändern. Vorgeschlagen wird hiezu die Bildung einer Wirbelwalze 7 zwischen der zu reinigenden Fläche 12 und der Unterseite 11 der Leitfläche 2, wodurch es gelingt, die Höhe des Strömungsquerschnittes auf den Wert h′ (Fig. 2) zu vermindern, der gleich dem geringsten Abstand des Mantels der Wirbelwalze 7 von der zu reinigenden Fläche 12 ist. Damit ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit auf den Wert v′ = V/2.1.h′
    Figure imgb0001
     . Da, wie bereits erwähnt, h′ wesentlich kleiner als h (Abstand der Leitflächenunterseite 11 von der zu reinigenden Fläche 12) ist, stellt sich eine Strömungsgeschwindigkeit v′ ein, die wesentlich größer ist als die Geschwindigkeit v unter Zugrundelegung eines von der Unterseite 11 der Leitfläche 2 begrenzten Strömungsquerschnittes. Der Strömungsquerschnitt wird somit aerodynamisch vermindert, bei Einhaltung eines wesentlich größeren geometrischen Abstandes zwischen der zu reinigenden Fläche 12 und der Unterseite 11 der Leitbleche 2. Außerdem werden in den Randzonen der stationären Wirbelwalze 7 Turbulenzen erzeugt, die schockartige Druckwellen auf die Schmutzteile auf der zu reinigenden Fläche 12 ausüben, wodurch die Schmutzteile leichter von der zu reinigenden Fläche 12 abgelöst werden.
  • Die Wirbelwalze 7 wird durch Zusammenführen von mindestens zwei Luftströmen 5 und 6 gebildet, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fließen, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist.
  • Zur Erzeugung der beiden Luftströme 5 und 6 können Strömungsteiler 3 vorgesehen sein, die vor und im Abstand vom freien Rand des Leitbleches 2 bzw. der längeren Seite 8 der Einmündungsöffnung 9 angeordnet sind.Der Strömungsteiler 3 kann dabei von einem Tragflächenprofil gebildet werden, dessen Kante sich parallel zur längeren Seite 8 der rechteckigen Einmündungsöffnung 9 erstreckt. Durch Anordnung des Strömungsteiles entsteht zwischen dem freien Ende des Leitbleches 2 und dem diesem Ende benachbarten Strömungsteiler eine Injektorwirkung, wobei zwei Luftströmungen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit sich bilden.
  • Zur Erzeugung der Wirbelwalze 7 können auch mit Druckluft beaufschlagte Blasdüsen 4 vorgesehen werden, deren Achsen bevorzugt parallel zueinander in einer gemeinsamen Ebene liegen und einen spitzen Winkel mit der Ebene einschließen, in der die Einmündungsöffnung 9 des Saugrohres 1 liegt.
  • Die Blasdüsen 4 können auch am Strömungsteiler 3 befestigt werden. Ist der Strömungsteiler 3 als Tragflächenprofil ausgeführt, werden die Blasdüsen 4 bevorzugt entlang der Kante des Tragflächenprofiles, voneinander beabstandet, angeordnet.
  • Zur Versorgung der Blasdüsen 4 kann auch die über das Saugrohr 1 abgesaugte Luft verwendet werden, nachdem diese von den mitgeführten Staub- bzw. Schmutzpartikeln befreit wurde.
  • Zur Erzeugung der Druckluft für die Blasdüsen 4 kann ein gesonderter Kompressor vorgesehen sein.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Entfernen von Staub- und Schmutzpartikel von großen Flächen durch Bewegen eines Saugrohres über die Fläche, dessen Einmündungsöffnung von der Fläche beabstandet bevorzugt im wesentlichen parallel zu dieser, gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor, gegebenenfalls auch hinter der Einmündungsöffnung des Saugrohres, eine den Saugstrom gegen die zu reinigende Fläche lenkende Wirbelwalze aus mindestens zwei mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten unter einem spitzen Winkel zusammengeführten Luftströmen gebildet wird.
  2. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von mindestens einer der längeren Seiten (8) der im wesentlichen rechteckigen Einmündungsöffnung (9) des Saugrohres (1) ein Leitblech (2) absteht, dessen Unterseite (11) bevorzugt konkav gewölbt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung zweier unterschiedliche Geschwindigkeit aufweisender Luftströme (5, 6) vor und im Abstand von dem freien Rand des Leitbleches (2) bzw. der längeren Seite (8) der Einmündungsöffnung (9) ein Strömungsteiler (3) angeordnet ist, der gegebenenfalls als Flügel mit sich bevorzugt parallel zur längeren Seite (8) der rechteckigen Einmündungsöffnung (9) erstreckender Kante (10) ausgebildet ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Einmündungsöffnung (9) mit Druckluft beaufschlagte Blasdüsen (4) angeordnet sind, deren Achsen bevorzugt parallel zueinander und unter spitzem Winkel zur Ebene der Einmündungsöffnung (9) verlaufen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasdüsen (4) am Strömungsteiler (3) befestigt sind.
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