EP4520239A1 - Agglomerationseinheit, saugvorrichtung und verfahren zum agglomerieren von sauggut - Google Patents

Agglomerationseinheit, saugvorrichtung und verfahren zum agglomerieren von sauggut Download PDF

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Publication number
EP4520239A1
EP4520239A1 EP24196391.7A EP24196391A EP4520239A1 EP 4520239 A1 EP4520239 A1 EP 4520239A1 EP 24196391 A EP24196391 A EP 24196391A EP 4520239 A1 EP4520239 A1 EP 4520239A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
agglomeration
suction
particles
unit
suction device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24196391.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Krämer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Publication of EP4520239A1 publication Critical patent/EP4520239A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L7/00Suction cleaners adapted for additional purposes; Tables with suction openings for cleaning purposes; Containers for cleaning articles by suction; Suction cleaners adapted to cleaning of brushes; Suction cleaners adapted to taking-up liquids
    • A47L7/0095Suction cleaners or attachments adapted to collect dust or waste from power tools
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00Details 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
    • A47L9/10Filters; Dust separators; Dust removal; Automatic exchange of filters
    • A47L9/106Dust removal
    • A47L9/108Dust compression means
    • AHUMAN NECESSITIES
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    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L9/00Details 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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    • A47L9/102Dust separators
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
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    • A47L9/00Details 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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    • A47L9/12Dry filters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B9/00Presses specially adapted for particular purposes
    • B30B9/28Presses specially adapted for particular purposes for forming shaped articles

Definitions

  • the present invention relates to an agglomeration unit for agglomerating suction material, wherein the agglomeration unit has an agglomeration chamber, wherein an agglomeration agent for agglomerating the suction material is provided in the agglomeration chamber.
  • suction material can be processed into a particularly stable agglomerate that can be disposed of safely and easily.
  • the invention relates to a suction device comprising such an agglomeration unit, as well as to a method for agglomerating suction material using such a suction device.
  • vacuum cleaners such as construction or industrial vacuum cleaners
  • construction or industrial vacuum cleaners are commonly used to collect dust or particles that may arise on a construction site. This is done both to keep the site clean and to protect workers on the site from inhaling the dust or particles.
  • construction or industrial vacuum cleaners can also be used in trades, for example, to vacuum up dust in a workshop.
  • Construction vacuum cleaners typically have a dust container to collect the vacuumed material.
  • the material to be vacuumed may contain substances or components that are classified as dangerous or toxic to humans and therefore to workers on a construction site or in a tradesperson's workshop.
  • Hazardous substances that are frequently found on construction sites or in tradesperson's workshops include mineral dusts, which may contain quartz, for example, or hardwood dust particles.
  • mineral dusts which may contain quartz, for example, or hardwood dust particles.
  • dust bags can be placed in the dust collection container of the construction vacuum cleaner to collect the vacuumed material so that the vacuumed material can be disposed of along with any toxic or hazardous substances in the dust bag.
  • the dust bag When the dust bag is full, the filled dust bag can be removed from the dust collection container and the dust bag and contents disposed of.
  • the dust bags may tear or become damaged in some other way. In this case, the toxic or hazardous substances can escape into the environment again and enter the respiratory tract of workers on the construction site.
  • Vacuum cleaners are known in the prior art in which the vacuumed material is compacted by pressing out the air from the vacuum cleaner's dust collection container. Rotating plastic vanes can be used for this purpose, for example.
  • Such solutions are used, for example, in the EP 1 859 719 B1
  • a disadvantage of such compaction solutions, however, is that the compaction result is often not particularly stable and can easily disintegrate. Therefore, such compaction solutions are not suitable for providing a satisfactory solution for the disposal of toxic substances in the construction industry.
  • a dust collection system for a vacuum cleaner wherein two compacting means for compacting the dust are arranged inside the dust collection container.
  • a first compacting means is designed as a roller system, while a second compacting means is designed as a piston system.
  • the dust collection system uses, among other things, rollers, wherein the rolling of vacuumed material generally leads to the stirring up of fine dust.
  • a solution as described in WO 2012 000 967 A1 disclosed and which involves rolling the suction material is contrary to a technical solution for the disposal of toxic substances in the construction industry, which poses the risk of toxic or dangerous dust particles entering the respiratory tract of a person.
  • the object underlying the present invention is to overcome the above-described deficiencies and disadvantages of the prior art and to provide a technical solution for the safe and simple disposal of suction material that may contain toxic or hazardous substances.
  • the technical solution to be provided should reliably prevent the toxic or hazardous substances from entering the respiratory tract of humans.
  • the technical solution to be provided should be as simple and user-friendly be that it is implemented by workers or craftsmen who work on construction sites, for example.
  • an agglomeration unit for agglomerating suction material, wherein the agglomeration unit has an agglomeration chamber and wherein an agglomeration means for agglomerating the suction material is provided in the agglomeration chamber.
  • the invention departs from the prior art, which proposes compacting the suction material.
  • suction material that is compacted disintegrates into its constituent parts when very low forces, barely greater than a few Newtons, are applied.
  • compaction merely presses out the air between the particles of the suction material, whereas agglomeration creates solid pills or briquettes that only disintegrate when higher forces are applied. This allows the pills or briquettes created by agglomeration to be disposed of particularly easily, especially if there is a risk that they contain toxic substances.
  • the pills or briquettes can be separately packaged in the agglomeration unit or in a suction device comprising such an agglomeration unit, so that these packaged pills or briquettes can be removed by a user of the agglomeration unit or suction device and safely disposed of.
  • the particularly stable and break-resistant pills or briquettes produced during agglomeration can also be removed unpackaged from the agglomeration unit or the suction device and disposed of by the user if the user has taken appropriate personal protective measures for such a task.
  • the pills or briquettes produced by agglomeration can preferably be referred to as "agglomerate" in the context of the invention.
  • the term "agglomerate” can preferably be used for the agglomerated suction material, i.e., for the originally preferably powdered suction material, which is compressed in the proposed agglomeration unit through an agglomeration process using comparatively high pressures.
  • Typical breaking forces required to break the pills or briquettes can, for example, be in a range of greater than 10 Newtons (N).
  • the agglomeration process comprises agglomerating the suction material by an agglomeration agent.
  • the agglomeration agent can be moved within the agglomeration chamber to agglomerate the suction material.
  • the agglomeration agent be driven by a drive, which can be a hydraulic or pneumatic drive.
  • the agglomeration means be designed as a piston or as a screw press, screw press and/or spindle press.
  • the agglomeration means can also simultaneously serve as a transport or conveying means to transport the sucked-in suction material from the dust collection container into the agglomeration chamber.
  • the agglomeration means and the transport means be designed as separately configured devices.
  • the agglomeration means can be designed as a piston or as a screw press, screw press and/or spindle press and the transport means can be designed as a screw conveyor, screw conveyor and/or spindle conveyor.
  • the agglomeration means is preferably arranged to be movable in the agglomeration chamber, wherein the agglomeration means can move in particular linearly and/or rotationally.
  • the agglomeration means can be configured to perform a back-and-forth movement or a forward-backward movement.
  • the agglomeration means can be designed in particular as a piston or can comprise a piston.
  • the agglomeration means can preferably also be designed to perform a rotational movement, i.e. to rotate in the agglomeration chamber.
  • the agglomeration means can be designed in particular as a screw press, screw press and/or spindle press or can comprise such a press.
  • the agglomeration means can be configured to exert a force on the suction material, whereby the suction material can be agglomerated by the applied force.
  • the forces used in the context of the present invention to agglomerate the suction material can preferably be determined by a pressure with which the agglomeration means presses onto the suction material or with which the agglomeration means compresses the suction material.
  • the material to be agglomerated is not only deaerated, so that the air contained between the particles of the suction material is pressed out of the material. Rather, the invention enables the previously preferably predominantly powdery suction material to be compressed into solid pills or briquettes.
  • the agglomeration means has an effective surface that is in contact with the suction material during agglomeration, wherein the size of the effective surface is less than or equal to 200 cm 2 .
  • the agglomeration means is designed as a piston, for example, the front piston surface that is in contact with the suction material during agglomeration can be referred to as the effective surface.
  • the piston can in particular be stamp-shaped, wherein the stamp surface of the piston represents the effective surface that is in contact with the suction material during agglomeration. This effective surface is preferably less than or equal to 200 cm 2 .
  • the agglomeration means is designed as a screw press, the front region of the screw that is in contact with the suction material during agglomeration can be referred to as the effective surface.
  • the agglomeration means be driven by a drive.
  • the drive of the agglomeration unit can preferably comprise a pump for a fluid, wherein a transmission or a pressure increase can be achieved by the drive comprising at least two active surfaces of different sizes or areas.
  • a first active surface of a smaller size is driven by the pump, so that a force is transmitted by means of the fluid to a second active surface of a smaller size.
  • the drive can be designed linearly as a piston drive or rotary as a screw press, screw press and/or spindle press, wherein the drive is preferably a component of the agglomeration means of the agglomeration unit.
  • the second active surface of the drive can preferably correspond to the active surface of the agglomeration means that is in contact with the suction material during agglomeration.
  • the agglomeration means can preferably also be referred to as an "agglomerator".
  • the drive can also have more than two effective surfaces, so that further transmission stages and thus greater forces or pressures can be provided.
  • the drive be designed as a hydraulic drive or as a pneumatic drive.
  • the fluid mentioned above can, for example, a hydraulic fluid, such as oil.
  • a pneumatic actuator air or compressed air can be used as the fluid.
  • a force is preferably exerted on the suction material during agglomeration, the force being determined by a pressure in a range from 50 to 1,000 megapascals (MPa), preferably in a range from 100 to 750 megapascals, and particularly preferably in a range from 250 to 500 megapascals.
  • MPa megapascals
  • These forces or pressures advantageously ensure that sufficiently high cohesive forces are achieved in the suction material to be agglomerated to prevent the pills or briquettes from disintegrating upon contact and/or during transport. In this way, a reliably stable and robust agglomeration result can be achieved, with the pills or briquettes produced by agglomeration being particularly easy to handle and dispose of. Due to the simple handling and simplified disposal, and the resulting reduced disposal effort, the proposed agglomeration solution can be particularly well received by users and readily implemented.
  • the force applied to the absorbent material during agglomeration be essentially constant.
  • Tests have shown that an essentially constant application of force during the agglomeration process leads to further improved stability and fracture resistance of the resulting pills and briquettes.
  • the pills and briquettes produced by agglomeration with an essentially constant force are particularly homogeneous and therefore particularly resistant to spontaneous disintegration.
  • the agglomeration unit comprises means for adding a binder to the absorbent material.
  • a binder can be added to the absorbent material before or during the agglomeration process, wherein the binder advantageously ensures particularly strong cohesion of the absorbent material particles in the pills and briquettes produced by agglomeration.
  • the binder can be solid or liquid and added to the absorbent material as a mixture or as a pure substance.
  • the binder can be water.
  • the binder can be selected from a group comprising, without being limited to, wax, latex, starch, molasses, cement, and/or polymers.
  • the invention in a second aspect, relates to a suction device with a proposed agglomeration unit.
  • the terms, definitions, and technical advantages introduced for the agglomeration unit preferably apply analogously to the suction device.
  • the suction device can be designed, for example, as a construction vacuum cleaner or as a central disposal station.
  • Construction vacuum cleaner are well-known devices used, for example, on construction sites or in trades and crafts workshops to vacuum up dust or particles. This is done, on the one hand, to keep the construction site clean and, on the other hand, to protect workers on the site from inhaling the dust or particles.
  • Construction vacuum cleaners preferably have a motor, a turbine, and a filter device.
  • the motor, the turbine, and the filter device of the construction vacuum cleaner can be arranged in a vacuum head, wherein the vacuum head preferably forms the upper part of the construction vacuum cleaner.
  • the motor of the construction vacuum cleaner is preferably designed to drive the turbine of the construction vacuum cleaner, wherein the turbine of the construction vacuum cleaner is preferably designed to generate a negative pressure inside the construction vacuum cleaner.
  • the negative pressure is preferably used to suck in the vacuumed material.
  • the suction of the vacuumed material preferably occurs because the negative pressure creates a suction flow with which the vacuumed material can be sucked in.
  • the suction device can be connected to a suction hose in order to transfer the negative pressure to an extraction location or to guide the suction flow.
  • the suction flow comprises an air-suction material mixture.
  • the air forming the suction flow contains dust and particles.
  • This air-dust mixture can enter the interior of the vacuum cleaner via the suction hose and openings in the vacuum cleaner.
  • the dust separates from the suction stream and collects in the dust collection container.
  • the dust collection container is typically located at the bottom of the construction vacuum cleaner.
  • the suction device can also be designed as a central disposal station.
  • a central disposal station can be used, for example, on a construction site to collect and store the contents of various vacuum cleaners or their dust collection containers until the contents of the central disposal station can be emptied or properly disposed of.
  • a user of a vacuum cleaner can take the vacuum cleaner to the central disposal station to empty the dust container of the vacuum cleaner.
  • the dust collection container of the vacuum cleaner can be fluidically connected to the central disposal station so that the contents of the dust collection container of the vacuum cleaner can be transferred to the central disposal station.
  • the contents of the dust collection container of the vacuum cleaner can be sucked or vacuumed out by the central disposal station.
  • the central disposal station can comprise a motor and a turbine, wherein the turbine is configured to generate a vacuum and thereby a suction flow.
  • the central disposal station can also be configured to open a cover and to empty filled dust bags. from the suction devices into the collection area of the central disposal station.
  • the suction device can also be, for example, a dust box, such as those used in hammer drills. Such dust boxes can be attached directly to the hammer drill—preferably to its underside—to collect the dust generated during operation of the hammer drill.
  • robot vacuum cleaners or backpack vacuum cleaners i.e., vacuum cleaners carried on the back, can also be suction devices within the meaning of the invention.
  • the suction device has at least one separator for separating particles from the suction material.
  • one or more separation devices can be provided to separate particles of different sizes from the suction material or from the suction flow at different locations within the suction device.
  • particles with a comparatively large diameter can be separated from the suction flow in a first separation stage.
  • a first separator or a first separation device used to carry out the first separation stage can, for example, be designed as an inertia-based separator.
  • the particles separated from the suction flow in this first separation stage are not agglomerated. They are accordingly collected in a separate dust collection container for later disposal.
  • the inertia-based separator is preferably configured to separate particles with a comparatively large diameter from the suction flow and separate particles with a smaller diameter.
  • the diameter of the particles with the comparatively large diameter is preferably referred to as the "first diameter” or “first particle diameter” within the meaning of the invention, while the diameter of the particles with the smaller particle diameter is preferably referred to as the "second diameter” or “second diameter” within the meaning of the invention.
  • the particles with a comparatively large diameter are preferably particles that, due to their size, are not permeable to the alveoli. Within the meaning of the invention, this preferably means that these particles with the comparatively large diameter do not penetrate deep into the lungs when inhaled by a person.
  • non-permeable particles are significantly less dangerous to humans, as they generally cause little or no damage compared to alveoli-permeable particles. It is therefore preferred within the meaning of the invention that non-permeable particles are separated from the suction flow in a first separation stage. Alveolar-permeable particles, on the other hand, can penetrate deep into the human lungs and thus cause lung damage.
  • Inertia-based separators can preferably also be referred to as mass force separators, whereby cyclones or baffles, for example, can be used as inertia-based separators.
  • mass force separators whereby cyclones or baffles, for example, can be used as inertia-based separators.
  • cyclones as an example of a centrifugal separator, a flow or the suction stream containing particles of different sizes can be set in rotation, whereby heavy particles, which preferably have a larger, first diameter, are separated by centrifugal force. The centrifugal force acts less strongly on light particles with a smaller, second diameter, so that such small, light particles remain in the flow.
  • a flow or the suction stream can be deflected, whereby heavy particles, which preferably have a larger, first diameter, cannot follow the deflection or cannot follow it quickly enough due to their inertia, whereby they are separated.
  • Light particles with a smaller, second diameter can follow the deflection better, so that such small, light particles advantageously remain in the flow. It is preferred in the sense of the invention that the small, light particles which are not separated from the suction stream in this first separation stage are agglomerated in the agglomeration unit or in the agglomeration chamber.
  • the suction device has a dust collection container for receiving the suction material in addition to the agglomeration chamber.
  • Agglomeration requires comparatively large forces, which are transferred to the suction material to be agglomerated using an agglomeration agent. These comparatively large forces preferably correspond to pressures in a range between 50 and 1,000 MPa.
  • the separate agglomeration chamber is preferably significantly smaller than the dust collection container of the suction device. This allows the forces or pressures required to agglomerate the suction material to be handled particularly well. With larger containers, such as the dust collection containers of conventional construction or industrial vacuum cleaners, very large forces would be required to agglomerate the vacuumed material as desired due to the large cross-section of these containers.
  • the non-alveolar-permeable particles with a comparatively large diameter can be collected, which can preferably be separated from the suction stream in the first separation stage.
  • particles with a comparatively small, second diameter can be agglomerated using the proposed method.
  • the agglomerate obtained is preferably solid pills or briquettes, which advantageously only break or crumble again at so-called breaking forces of greater than 10 Newtons.
  • the particles with the comparatively small, second diameter are preferably filtered out of the suction stream before agglomeration and then agglomerated.
  • a filter device or a filter can be used, for example.
  • the particles with the comparatively small, second diameter can preferably be so-called alveolar-permeable particles, which are particularly harmful to humans and the human lungs.
  • these alveolar-permeable particles can be filtered out of the suction stream—for example, using a filter device or a filter.
  • Alveolar-permeable particles have, for example, a diameter in the range of 5–10 micrometers ( ⁇ m).
  • a transport device can be designed, for example, as a vibration motor or as a screw conveyor, screw conveyor, and/or spindle conveyor.
  • the alveolar-permeable particles can be separated from the suction stream using a filter before being transported to the agglomeration chamber for agglomeration.
  • the alveolar-permeable particles with a diameter greater than 5-10 micrometers ( ⁇ m) are agglomerated.
  • the terms "alveolar-permeable” and “alveolar-permeable” are preferably used synonymously in the context of the present invention.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of a proposed suction device 50.
  • the suction device 50 has a dust collection container 58 for receiving suction material S, as well as a motor 54 and a turbine 56 for generating a negative pressure and a suction flow for sucking in the suction material S.
  • the suction device 50 has a separation device 52.
  • the particles 60 with the comparatively large diameter are preferably non-alveolar-permeable particles, which, according to current knowledge, are not very dangerous for humans and their respiratory tract.
  • non-alveolar-permeable particles 60 can preferably be separated from the suction flow or the suction material S by the separation device 52 of the suction device 50.
  • the separation device 52 shown is designed, for example, as a deflection plate. However, cyclones or other inertia-based separation devices, mass or centrifugal separators can also be used as the separation device 52 in the suction device 50.
  • the non-alveolar-permeable particles 60 which are separated from the suction stream by the separation device 52 in a first separation stage, can be collected in the dust collection container 58 of the suction device 50 and later easily disposed of, since they are virtually harmless to humans.
  • Particles 70 with a comparatively small diameter of less than 10 ⁇ m are considered to be alveolar-permeable; they can penetrate deep into the human lungs or respiratory tract and thus pose a threat to human health.
  • the alveolar-permeable particles 70 remain in the suction stream after the first separation stage and are then Figure 1 illustrated embodiment of the suction device 50 via a filter 22 into the agglomeration unit 10.
  • the filter device 22 of the suction device 50 is designed to filter out the alveolar-permeable particles 70 from the suction stream in a second separation stage, so that in particular the alveolar-permeable particles 70 to be agglomerated reach the agglomeration unit 10 in order to be agglomerated in the agglomeration chamber 12 of the agglomeration unit 10.
  • the agglomeration unit 10 has an agglomeration chamber 12 in which an agglomeration means 14 is movably arranged.
  • the agglomeration means 14 can be designed, for example, as a piston.
  • the front stamping surface of the piston 14 can serve as the active surface 16. serve, whereby this active surface 16 comes into contact with the suction material S to be agglomerated during the agglomeration process.
  • the suction material S to be agglomerated preferably consists at this time almost exclusively of alveolar-permeable particles 70.
  • the agglomeration means 12 can be driven by a drive 18, whereby the drive 18 can be designed as a hydraulic or pneumatic drive.
  • the agglomeration means 12 can, for example, perform a linear up and down movement.
  • agglomerates A i.e. pills or briquettes, are shown as a product of the agglomeration process.
  • the agglomeration unit 10 can further comprise means 20 for adding binding agent to the suction material S to be agglomerated.
  • the binding agent can further improve the cohesion between the particles to be agglomerated.
  • transport means 24 can be provided in the agglomeration unit 10 in order to bring the alveolar-permeable particles 70 into the effective range of the agglomeration means 12.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Filters For Electric Vacuum Cleaners (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Agglomerationseinheit zum Agglomerieren von Sauggut, wobei die Agglomerationseinheit eine Agglomerationskammer aufweist, wobei in der Agglomerationskammer ein Agglomerationsmittel zum Agglomerieren des Saugguts vorgesehen ist. Mit der Erfindung kann Sauggut zu einem besonders stabilen Agglomerat verarbeitet werden, dass sicher und unkompliziert entsorgt werden kann. In weiteren Aspekten betrifft die Erfindung eine Saugvorrichtung, die eine solche Agglomerationseinheit umfasst, sowie ein Verfahren zum Agglomerieren von Sauggut mit einer solchen Saugvorrichtung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Agglomerationseinheit zum Agglomerieren von Sauggut, wobei die Agglomerationseinheit eine Agglomerationskammer aufweist, wobei in der Agglomerationskammer ein Agglomerationsmittel zum Agglomerieren des Saugguts vorgesehen ist. Mit der Erfindung kann Sauggut zu einem besonders stabilen Agglomerat verarbeitet werden, dass sicher und unkompliziert entsorgt werden kann. In weiteren Aspekten betrifft die Erfindung eine Saugvorrichtung, die eine solche Agglomerationseinheit umfasst, sowie ein Verfahren zum Agglomerieren von Sauggut mit einer solchen Saugvorrichtung.
  • Hintergrund der Erfindung:
  • Im Baugewerbe sind Saugvorrichtungen, wie Bau- oder Industriesauger bekannt, die verwendet werden, um Staub oder Partikel, die auf einer Baustelle anfallen können, aufzusagen. Dies geschieht einerseits, um die Baustelle sauber zu halten, und andererseits, um die Arbeiter auf der Baustelle vor dem Einatmen des Staubs oder der Partikel zu schützen. Darüber hinaus können solche Bau- oder Industriesauger in Handwerkbetrieben eingesetzt werden, um beispielsweise Staub in einer Werkstatt aufzusaugen. Bausauger weisen in der Regel einen Staubsammelbehälter auf, um das eingesaugte Sauggut aufzunehmen.
  • Das einzusaugende Sauggut kann solche Stoffe oder Bestandteile umfassen, die als gefährlich oder giftig für den Menschen und somit für die Arbeiter auf einer Baustelle oder in einem Handwerkbetrieb eingestuft werden. Zu solchen Gefahrstoffen, die auf Baustellen oder in Handwerkbetrieben häufig vorkommen, gehören mineralische Stäube, die beispielsweise Quartz enthalten können, oder Hartholz-Staubpartikel. Beim Einsaugen von Sauggut auf einer Baustelle oder in einem Handwerksbetrieb können solche giftigen oder gefährlichen Stoffe in den Staubsammelbehälter gelangen, der zur Aufnahme des Saugguts in den Staubsammelbehälter des Bausaugers vorgesehen ist. In diesem Fall kann die sach- und fachgerechte Entsorgung des Inhalts des Staubsammelbehälter erschwert sein oder den Nutzer des Bausaugers vor besondere Herausforderungen stellen. Denn bei der Entleerung des Staubsammelbehälter des Bausaugers können die giftigen oder gefährlichen Stoffe entweichen und in die Umwelt und damit in die Atemwege der Arbeiter auf der Baustelle gelangen. Um die Entsorgung solcher giftigen oder gefährlichen Stoffe zu erleichtern, können Staubbeutel in den Staubsammelbehälter des Bausaugers eingelegt werden, um das Sauggut aufzunehmen, so dass das eingesaugte Stauggut mit den giftigen oder gefährlichen Stoffen in dem Staubbeutel entsorgt werden kann. Wenn der Staubbeutel voll ist, kann der gefüllte Staubbeutel aus dem Staubsammelbehälter entnommen und Staubbeutel und Inhalt entsorgt werden. Wenn solche Staubbeutel mit giftigen oder gefährlichen Stoffen auf der Baustelle in Abfall-Containern abgelegt werden, kann es allerdings vorkommen, dass die Staubbeutel reißen oder anderweitig beschädigt werden. In diesem Fall können die giftigen oder gefährlichen Stoffe abermals in die Umwelt entweichen und in die Atemwege der Arbeiter auf der Baustelle gelangen.
  • Im Stand der Technik sind Staubsauger bekannt, bei denen Sauggut in dem Sinne kompaktiert wird, dass die Luft aus dem Sauggut, die sich im Staubsammelbehälter des Staubsaugers befindet, herausgepresst wird. Dazu können beispielsweise rotierende Kunststoffschieber verwendet werden. Solche Lösungen werden beispielsweise in der EP 1 859 719 B1 offenbart. Nachteilig an solchen Kompaktierungslösungen ist allerdings, dass das Kompaktierungsergebnis häufig nicht besonders stabil ist und leicht zerfallen kann. Dadurch sind solche Kompaktierungslösungen nicht geeignet, um eine befriedigende Lösung für die Entsorgung giftiger Stoffe in der Bauindustrie zu liefern.
  • In der WO 2012 000 967 A1 wird ein Staubsammelsystem für einen Staubsauger offenbart, wobei im Inneren des Staubsammelbehälters zwei Verdichtungsmittel zum Verdichten des Staubes angeordnet sind. Ein erstes Verdichtungsmittel ist als Walzensystem ausgebildet, während ein zweites Verdichtungsmittel als Kolbensystem ausgebildet ist. Bei dem Staubsammelsystem kommen unter anderem Walzen zum Einsatz, wobei das Walzen von Sauggut in der Regel dazu führt, dass Feinstaub aufgewirbelt wird. Insofern steht eine Lösung, wie sie in der WO 2012 000 967 A1 offenbart wird und die das Walzen des Saugguts einschließt, im Widerspruch zu einer technischen Lösung für die Entsorgung giftiger Stoffe in der Bauindustrie, bei der die Gefahr besteht, dass giftige oder gefährliche Staubpartikel in die Atemwege eines Menschen gelangen.
  • Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, die vorstehend beschriebenen Mängel und Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine technische Lösung für eine sichere und einfache Entsorgung von Sauggut, das giftige oder gefährliche Stoffe enthalten kann, bereitzustellen. Die bereitzustellende technische Lösung soll einerseits sicher verhindern, dass die giftigen oder gefährlichen Stoffe in die Atemwege von Menschen gelangen. Auf der anderen Seite soll die bereitzustellende technische Lösung so einfach und nutzerfreundlich sein, dass sie von Arbeitern oder Handwerkern, die beispielsweise auf Baustellen arbeiten, umgesetzt wird.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen zu dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
  • Beschreibung der Erfindung:
  • Erfindungsgemäß ist eine Agglomerationseinheit zum Agglomerieren von Sauggut vorgesehen, wobei die Agglomerationseinheit eine Agglomerationskammer aufweist und wobei in der Agglomerationskammer ein Agglomerationsmittel zum Agglomerieren des Saugguts vorgesehen ist.
  • Indem im Kontext der vorliegenden Erfindung das Sauggut agglomeriert wird, wendet sich die Erfindung vom Stand der Technik ab, in dem vorgeschlagen wird, Sauggut zu kompaktieren. Denn es hat sich gezeigt, dass Sauggut, das kompaktiert wird, bei Anwendung sehr geringer Kräfte, die kaum größer als wenige Newton sind, wieder in seine Bestandteile zerfällt. Im Wesentlichen wird beim Kompaktieren lediglich die Luft zwischen den Partikeln des Saugguts aus dem Sauggut herausgepresst, während beim Agglomerieren feste Pillen oder Brickets erzeugt werden, die erst bei Anwendung höhere Kräfte zerfallen. Dadurch können die durch das Agglomerieren erzeugten Pillen oder Brickets besonders einfach entsorgt werden, und dies vor allem auch dann, wenn die Gefahr besteht, dass sie giftige Stoffe enthalten. Die Pillen oder Brickets können noch in der Agglomerationseinheit oder in einer Saugvorrichtung, die ein solche Agglomerationseinheit umfasst, separat verpackt werden, so dass diese verpackten Pillen oder Brickets von einem Nutzer der Agglomerationseinheit oder der Saugvorrichtung entnommen und sicher entsorgt werden können. Die besonders stabilen und bruchfesten Pillen oder Brickets, die beim Agglomerieren erzeugt werden, können auch von dem Nutzer unverpackt aus der Agglomerationseinheit oder der Saugvorrichtung entnommen und entsorgt werden, wenn der Nutzer entsprechende persönliche Schutzmaßnahmen für eine solche Aufgabe ergriffen hat.
  • Die durch das Agglomerieren erzeugten Pillen oder Brickets können im Kontext der Erfindung bevorzugt als «Agglomerat» bezeichnet werden. Vorzugsweise kann der Begriff «Agglomerat» für das agglomerierte Sauggut verwendet werden, also für das ursprünglich bevorzugt pulverförmige Sauggut, das in der vorgeschlagenen Agglomerationseinheit durch einen Agglomerationsvorgang unter Aufwendung vergleichsweise hoher Drücke zusammengepresst wird. Typische Brechkräfte, die zum Zerbrechen der Pillen oder Brickets benötigt werden, können beispielsweise in einem Bereich von größer als 10 Newton (N) liegen.
  • Der Agglomerationsvorgang umfasst das Agglomerieren des Saugguts durch ein Agglomerationsmittel. Vorzugsweise kann das Agglomerationsmittel in der Agglomerationskammer bewegt werden, um das Sauggut zu Agglomerieren. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Agglomerationsmittel mit Hilfe eines Antriebs angetrieben wird, wobei der Antrieb als Hydraulikantrieb oder als Pneumatikantrieb ausgebildet sein kann.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Agglomerationsmittel als Kolben oder als Schneckenpresse, Schraubenpresse und/oder Spindelpresse ausgebildet ist. Das Agglomerationsmittel kann gleichzeitig auch als Transport- oder Fördermittel dienen, um das eingesaugte Sauggut aus dem Staubsammelbehälter in die Agglomerationskammer zu transportieren. Es ist aber im Sinne der Erfindung ebenso bevorzugt, dass das Agglomerationsmittel und das Transportmittel als separat ausgebildete Vorrichtungen sind. In der Ausgestaltung der Erfindung, in der das Agglomerationsmittel und das Transportmittel als separat ausgebildete Vorrichtungen sind, kann das Agglomerationsmittel als Kolben oder als Schneckenpresse, Schraubenpresse und/oder Spindelpresse und das Transportmittel als Schneckenförderer, Schraubenförderer und/oder als Spindelförderer ausgebildet sein.
  • Das Agglomerationsmittel ist vorzugsweise beweglich in der Agglomerationskammer angeordnet, wobei sich das Agglomerationsmittel insbesondere linear und/oder rotierend bewegen kann. Mit anderen Worten kann das Agglomerationsmittel dazu eingerichtet sein, eine Hin- und Herbewegung bzw. eine Vorwärts-Rückwärtsbewegung auszuführen. In dieser Ausgestaltung kann das Agglomerationsmittel insbesondere als Kolben ausgebildet sein oder einen Kolben umfassen. Das Agglomerationsmittel kann vorzugsweise auch dazu ausgebildet sein, eine Drehbewegung auszuführen, sich als in der Agglomerationskammer zu drehen. In dieser Ausgestaltung kann das Agglomerationsmittel insbesondere als Schneckenpresse, Schraubenpresse und/oder Spindelpresse ausgebildet sein oder eine solche Presse umfassen.
  • Vorzugsweise kann das Agglomerationsmittel dazu eingerichtet sein, eine Kraft auf das Sauggut auszuüben, wobei das Sauggut durch die aufgewendete Kraft agglomeriert werden kann. Die Kräfte, die im Kontext der vorliegenden Erfindung zum Agglomerieren des Saugguts verwendet werden, können vorzugsweise von einem Druck festgelegt werden, mit dem das Agglomerationsmittel auf das Sauggut presst bzw. mit dem das Agglomerationsmittel das Sauggut zusammenpresst. Bei diesem Agglomerationsvorgang wird das zu agglomerierende Material nicht nur entlüftet, so dass die Luft, die zwischen den Partikeln des Saugguts enthalten ist, aus dem Material herausgepresst wird. Vielmehr ermöglicht es die Erfindung, dass das zuvor bevorzugt überwiegend pulverförmige Sauggut zu festen Pillen oder Brickets zusammengepresst werden kann, so dass das erhaltene Agglomerat besonders bruchfest und stabil ist. Tests haben gezeigt, dass die durch das mit dem vorgeschlagenen Agglomerationsverfahren hergestellten Pillen und Brickets bis zur Anwendung von Kräften von mehr als 10 Newton (N) stabil bleiben und nicht zerbrechen. Die Kräfte, die im Kontext der vorliegenden Erfindung zum Agglomerieren des Saugguts verwendet werden, entsprechen beispielsweise Drücken zwischen 50 bis 1.000 Mega-Pascal (MPa).
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, das Agglomerationsmittel eine Wirkfläche aufweist, die beim Agglomerieren mit dem Sauggut in Kontakt vorliegt, wobei eine Größe der Wirkfläche kleiner oder gleich 200 cm2 ist. Wenn das Agglomerationsmittel beispielsweise als Kolben ausgebildet ist, kann die vordere Kolbenfläche, die beim Agglomerieren mit dem Sauggut in Kontakt vorliegt, als Wirkfläche bezeichnet wird. Der Kolben kann insbesondere stempelförmig ausgebildet sein, wobei die Stempelfläche des Kolbens die Wirkfläche darstellt, die beim Agglomerieren mit dem Sauggut in Kontakt vorliegt. Diese Wirkfläche ist vorzugsweise kleiner oder gleich 200 cm2. Wenn das Agglomerationsmittel als Schraubenpresse ausgebildet ist, kann der vordere Bereich der Schraube, der beim Agglomerieren mit dem Sauggut in Kontakt vorliegt, als Wirkfläche bezeichnet werden.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, das Agglomerationsmittel mit Hilfe eines Antriebs angetrieben wird. Vorzugsweise kann der Antrieb der Agglomerationseinheit eine Pumpe für eine Fluid umfassen, wobei eine Übersetzung bzw. eine Druckerhöhung dadurch erreicht werden kann, dass der Antrieb mindestens zwei Wirkflächen von unterschiedlich großer Größe bzw. Fläche umfasst. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine erste Wirkfläche mit einer geringeren Größe von der Pumpe angetrieben wird, so dass eine Kraftübertragung mittels des Fluids auf eine zweite Wirkfläche mit einer geringeren Größe bewirkt wird. Der Antrieb kann linear als Kolbenantrieb oder rotatorisch als Schneckenpresse, Schraubenpresse und/oder Spindelpresse ausgebildet sein, wobei der Antrieb vorzugsweise Bestandteil des Agglomerationsmittels der Agglomerationseinheit ist. Die zweite Wirkfläche des Antriebs kann vorzugsweise der Wirkfläche des Agglomerationsmittels entsprechen, die beim Agglomerieren mit dem Sauggut in Kontakt vorliegt. Das Agglomerationsmittel kann im Kontext der Erfindung bevorzugt auch als «Agglomerator» bezeichnet werden. Selbstverständlich kann der Antrieb auch mehr als zwei Wirkflächen aufweisen, so dass weitere Übersetzungsstufen und damit größere Kräfte bzw. Drücke bereitgestellt werden können.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, der Antrieb als Hydraulikantrieb oder als Pneumatikantrieb ausgebildet ist. Das oben angesprochene Fluid kann im Falle eines Hydraulikantriebs beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit, wie Öl, sein. Im Falle eines Pneumatikantriebs kann Luft oder Druckluft als Fluid verwendet werden.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, beim Agglomerieren eine Kraft auf das Sauggut ausgeübt wird, wobei die Kraft durch einen Druck bestimmt wird, der in einem Bereich von 50 bis 1.000 Mega-Pascal (MPa) liegt, bevorzugt in einem Bereich von Bereich von 100 bis 750 Mega-Pascal und besonders bevorzugt in einem Bereich von 250 bis 500 Mega-Pascal. Durch die genannten Kräfte bzw. Drücke kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass in dem zu agglomerierendem Sauggut ausreichend hohe Kohäsionskräfte erreicht werden, um ein Zerfallen der Pillen oder Brickets bei Berührung und/oder Transport zu verhindern. Auf diese Weise kann ein sicher stabiles und robustes Agglomerationsergebnis erreicht werden, wobei die durch Agglomeration hergestellten Pillen oder Brickets besonders gut zu handhaben und einfach zu entsorgen sind. Durch die einfache Handhabung und erleichterte Entsorgung und der damit reduzierte Entsorgungsaufwand kann die vorgeschlagene Agglomerationslösung besonders positiv von Nutzern aufgenommen und gerne umgesetzt werden.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, die Kraft, die beim Agglomerieren auf das Sauggut ausgeübt wird, im Wesentlichen konstant ausgeübt wird. Tests haben gezeigt, dass eine im Wesentlichen konstante Kraftanwendung während des Agglomerationsvorgangs zu einer weiter verbesserten Stabilität und Bruchfestigkeit der erhaltenen Pillen und Brickets führt. Insbesondere sind die durch Agglomeration mit im Wesentlichen konstanter Kraft hergestellten Pillen und Brickets besonders homogen und dadurch besonders resistent gegenüber spontanem Zerfall.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, die Agglomerationseinheit Mittel zum Hinzufügen eines Bindemittels zum Sauggut umfasst. Um die Stabilität und Bruchfestigkeit der erhaltenen Pillen und Brickets noch weiter zu verbessern, kann dem Sauggut vor oder während des Agglomerationsvorgangs ein Bindemittel hinzugefügt werden, wobei das Bindemittel vorteilhafterweise für einen besonders starken Zusammenhalt der Sauggut-Partikel in den durch Agglomeration hergestellten Pillen und Brickets sorgt. Das Bindemittel kann fest oder flüssig sein und als Gemisch oder als reiner Stoff dem Sauggut beigefügt werden. Beispielsweise kann das Bindemittel Wasser sein. Darüber hinaus kann das Bindemittel ausgewählt sein aus einer Gruppe umfassend Wachs, Latex, Stärke, Molasse, Zement und/oder Polymere, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Saugvorrichtung mit einer vorgeschlagenen Agglomerationseinheit. Die für die Agglomerationseinheit eingeführten Begriffe, Definitionen und technischen Vorteile gelten vorzugsweise für die Saugvorrichtung analog. Die Saugvorrichtung kann beispielsweise als Bausauger oder als zentrale Entsorgungsstation ausgebildet sein. Bausauger sind an sich bekannte Geräte, die beispielsweise auf Baustellen oder in Handwerksbetrieben verwendet werden, um Staub oder Partikel aufzusaugen. Dies geschieht einerseits, um die Baustelle sauber zu halten, und andererseits, um die Arbeiter auf der Baustelle vor dem Einatmen des Staubs oder der Partikel zu schützen.
  • Bausauger weisen vorzugsweise einen Motor, eine Turbine und eine Filtervorrichtung auf. Der Motor, die Turbine und die Filtervorrichtung der Bausaugers können in einem Saugerkopf angeordnet sein, wobei der Saugerkopf vorzugsweise das Oberteil des Bausaugers bildet. Der Motor des Bausaugers ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Turbine des Bausaugers anzutreiben, wobei die Turbine des Bausaugers vorzugsweise dazu eingerichtet ist, im Inneren des Bausaugers einen Unterdruck zu erzeugen. Der Unterdruck wird vorzugsweise dafür verwendet, das Sauggut einzusaugen. Das Einsaugen des Saugguts erfolgt vorzugsweise dadurch, dass der Unterdruck einen (Ein-)Saugstrom erzeugt, mit dem das Sauggut eingesaugt werden kann. Dazu kann die Saugvorrichtung mit einem Saugschlauch verbunden werden, um den Unterdruck an einen Absaugort zu übertragen bzw. um den Saugstrom zu führen. Im Betrieb der Saugvorrichtung umfasst der Saugstrom ein Luft-Sauggut-Gemisch. Mit anderen Worten sind in der Luft, die den Saugstrom bildet, Staub und Partikel enthalten. Dieses Luft-Sauggut-Gemisch kann über den Saugschlauch und Öffnungen der Saugvorrichtung in das Innere der Saugvorrichtung gelangen. Bei konventionellen Bausaugern, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, scheidet sich das Sauggut aus dem Saugstrom ab und sammelt sich in dem Staubsammelbehälter. Der Staubsammelbehälter bildet vorzugsweise das Unterteil des Bausaugers.
  • Die Saugvorrichtung kann auch als zentrale Entsorgungsstation ausgebildet sein. Eine solche zentrale Entsorgungsstation kann beispielsweise auf einer Baustelle dazu verwendet werden, den Inhalt von verschiedenen Sauggeräten bzw. deren Staubsammelbehältern aufzunehmen und zu sammeln, bis eine Entleerung oder fachgerechte Entsorgung des Inhalts der zentralen Entsorgungsstation vorgenommen werden kann. Beispielsweise kann ein Nutzer einer Saugvorrichtung mit der Saugvorrichtung die zentrale Entsorgungsstation aufsuchen, um den Staubbehälter der Saugvorrichtung zu leeren. Dazu kann der Staubsammelbehälter der Saugvorrichtung fluidisch mit der zentralen Entsorgungsstation verbunden werden, so dass der Inhalt des Staubsammelbehälters der Saugvorrichtung an die zentrale Entsorgungsstation übertragen werden kann. Beispielsweise kann der Inhalt des Staubsammelbehälters der Saugvorrichtung von der zentralen Entsorgungsstation ab- oder ausgesaugt werden. Dazu kann die zentrale Entsorgungsstation einen Motor und eine Turbine umfassen, wobei die Turbine dazu eingerichtet ist, einen Unterdruck und dadurch einen Saugstrom zu erzeugen. Die zentrale Entsorgungsstation kann auch dazu eingerichtet sein, dass eine Abdeckung geöffnet wird und dass gefüllte Staubbeutel aus den Saugvorrichtungen in den Sammelraum der zentralen Entsorgungsstation gelegt werden können. Bei der Saugvorrichtung kann es sich beispielsweise auch um eine Staubbox handeln, wie sie beispielsweise im Bereich von Bohrhämmem verwendet wird. Solche Staubboxen können direkt an dem Bohrhammer - vorzugsweise an seiner Unterseite - befestigt werden, um den Staub aufzunehmen, der bei der Arbeit mit dem Bohrhammer erzeugt wird. Beispielsweise können auch Saugroboter oder Rückensauger, d.h. auf dem Rücken getragene Staubsauger, Saugvorrichtungen im Sinne der Erfindung sein.
  • Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist es nun bevorzugt, dass die Saugvorrichtung mindestens einen Abscheider zum Abscheiden von Partikeln aus dem Sauggut aufweist. Vorzugsweise können eine oder mehrere Abscheidevorrichtungen vorgesehen sein, um Partikel unterschiedlicher Größe an verschiedenen Orten innerhalb der Saugvorrichtung aus dem Sauggut bzw. aus dem Saugstrom abzuscheiden. Beispielsweise können in einer ersten Abscheidestufe Partikel mit einem vergleichsweise großen Durchmesser aus dem Saugstrom abgeschieden werden. Ein erster Abscheider bzw. eine erste Abscheidevorrichtung, die zur Durchführung der ersten Abscheidestufe verwendet wird, kann beispielsweise als trägheitsbasierter Abscheider ausgebildet sein. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Partikel, die in dieser ersten Abscheidestufe aus dem Saugstrom abgeschieden werden, nicht mit agglomeriert werden. Sie werden dementsprechend in einem separaten Staubsammelbehälter gesammelt, um später entsorgt zu werden.
  • Der trägheitsbasierte Abscheider ist vorzugsweise dazu eingerichtet, Partikel mit einem vergleichsweise großen Durchmesser aus dem Saugstrom und von Partikeln mit einem kleineren Durchmesser abzuscheiden. Der Durchmesser der Partikel mit dem vergleichsweise großen Durchmesser wird im Sinne der Erfindung bevorzugt als «erster Durchmesser» oder «erster Partikel-Durchmesser» bezeichnet, während der Durchmesser der Partikel mit dem kleineren Partikel-Durchmesser im Sinne der Erfindung bevorzugt als «zweiter Durchmesser» oder «zweiter Durchmesser» bezeichnet wird. Bei den Partikeln mit einem vergleichsweise großen Durchmesser handelt es sich vorzugsweise um solche Partikel, die aufgrund ihrer Größe nicht-alveolendurchgängig sind. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass diese Partikel mit dem vergleichsweise großen Durchmesser beim Einatmen durch einen Menschen nicht tief in die Lunge gelangen. Dadurch sind solche nicht-alveolendurchgängige Partikel für den Menschen deutlich ungefährlicher, da sie in der Regel kaum bzw. wenig Schaden im Vergleich zu alveolendurchgängigen Partikeln bewirken. Es ist somit im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass in einer ersten Abscheidestufe nicht-alveolendurchgängige Partikel aus dem Saugstrom abgeschieden werden. Alveolendurchgängige Partikel dahingegen können tief in die menschliche Lunge eindringen und die Lunge auf diese Weise schädigen.
  • Trägheitsbasierte Abscheider können vorzugsweise auch als Massenkraftabscheider bezeichnet werden, wobei beispielsweise Zyklone oder Umlenkplatten als trägheitsbasierte Abscheider verwendet werden können. Bei den Zyklonen als Beispiel für einen Fliehkraftabscheider kann eine Strömung bzw. der Saugstrom, in dem Partikel unterschiedlicher Größe enthalten sind, in Rotation versetzt werden, wobei schwere Partikel, die vorzugsweise einen größeren, ersten Durchmesser aufweisen, durch die Zentrifugalkraft abgeschieden werden. Auf leichte Partikel mit einem kleineren, zweiten Durchmesser wirkt die Zentrifugalkraft weniger stark, so dass solche kleinen, leichten Partikel in der Strömung verbleiben. Bei einer Umlenkplatten kann eine Strömung bzw. der Saugstrom umgelenkt werden, wobei schwere Partikel, die vorzugsweise einen größeren, ersten Durchmesser aufweisen, aufgrund ihrer Trägheit der Umlenkung nicht oder nicht schnell genug folgen können, wodurch sie abgeschieden werden. Leichte Partikel mit einem kleineren, zweiten Durchmesser können der Umlenkung besser folgen, so dass solche kleinen, leichten Partikel vorteilhaftweise in der Strömung verbleiben. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die kleinen, leichten Partikel, die in dieser ersten Abscheidestufe nicht aus dem Saugstrom abgeschieden werden, in der Agglomerationseinheit bzw. in der Agglomerationskammer agglomeriert werden.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, die Saugvorrichtung neben der Agglomerationskammer einen Staubsammelbehälter zur Aufnahme des Saugguts aufweist. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Agglomerieren des Saugguts nicht in dem Staubsammelbehälter eines konventionellen Staubsaugers erfolgt, sondern in einer separaten Agglomerationskammer, die Bestandteil der vorgeschlagenen Agglomerationseinheit ist. Zum Agglomerieren werden vergleichsweise große Kräfte benötigt, die mit einem Agglomerationsmittel auf das zu agglomerierende Sauggut übertragen werden. Diese vergleichsweise großen Kräfte korrespondieren vorzugsweise mit Drücken in einem Bereich zwischen 50 und 1.000 MPa. Allerdings kann der Agglomerationsvorgang aufgrund dieser großen Kräfte nicht in einem herkömmlichen Staubsammelbehälter durchgeführt werden, so dass in der vorgeschlagenen Agglomerationseinheit eine separate Agglomerationskammer vorgesehen ist. Die separate Agglomerationskammer ist vorzugsweise deutlich kleiner als der Staubsammelbehälter der Saugvorrichtung. Dadurch können die Kräfte bzw. Drücke, die zum Agglomerieren des Saugguts benötigt werden, besonders gut gehandhabt werden. Bei größeren Behältern, wie beispielsweise den Staubsammelbehältern von konventionellen Bau- oder Industriesaugern, wären aufgrund des großen Querschnitts dieser Behälter sehr große Kräfte erforderlich, um das Sauggut wie gewünscht zu agglomerieren.
  • In dem Staubsammelbehälter der Saugvorrichtung können insbesondere die nicht-alveolendurchgängigen Partikel mit einem vergleichsweise großen Durchmesser gesammelt werden, die vorzugsweise in der ersten Abscheidestufe aus dem Saugstrom abgeschieden werden können.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein zum Agglomerieren von Sauggut mit einer vorgeschlagenen Saugvorrichtung. Die die Saugvorrichtung und die Agglomerationseinheit eingeführten Begriffe, Definitionen und technischen Vorteile gelten vorzugsweise für das Agglomerationsverfahren analog. Das Agglomerationsverfahren ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
    1. a) Einsaugen des Saugguts durch einen Saugstrom, der das Sauggut aufnimmt,
    2. b) Transport des Saugguts in die Agglomerationskammer der Agglomerationseinheit der Saugvorrichtung,
    3. c) Agglomerieren des Saugguts durch ein Agglomerationsmittel.
  • Vorzugsweise können vor allem Partikel mit einem vergleichsweise kleinen, zweiten Durchmesser mit Hilfe des vorgeschlagenen Verfahrens agglomeriert werden. Als Agglomerat werden vorzugsweise feste Pillen oder Brickets erhalten, die vorteilhafterweise erst bei sog. Brechkräften von größer als 10 Newton wieder zerbrechen bzw. zerbröseln. Die Partikel mit dem vergleichsweise kleinen, zweiten Durchmesser werden vorzugsweise vor dem Agglomerieren aus dem Saugstrom herausgefiltert, um dann agglomeriert zu werden. Dazu kann beispielsweise eine Filtervorrichtung bzw. ein Filter verwendet werden. Bei den Partikeln mit dem vergleichsweise kleinen, zweiten Durchmesser kann es sich vorzugsweise um sog. alveolendurchgängige Partikel handeln, die besonders schädliche für den Menschen bzw. die menschliche Lunge sind. Mit anderen Worten kann ist es somit im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass diese alveolendurchgängige Partikel - beispielsweise mit einer Filtervorrichtung bzw. ein Filter - aus dem Saugstrom herausgefiltert werden können. Alveolengängige Partikel weisen beispielsweise einen Durchmesser in einem Bereich von 5 - 10 Mikrometer (µm) auf. Nach dem Herausfiltern können diese kleinen, alveolendurchgängigen Partikel mit einer Transportvorrichtung in die Agglomerationskammer der Agglomerationseinheit der Saugvorrichtung transportiert werden. Die Transportvorrichtung kann beispielsweise als Vibrationsmotor oder als Schneckenförderer, Schraubenförderer und/oder als Spindelförderer ausgebildet sein.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass ein anderer Teil des Saugguts vor dem Agglomerieren mit einem Abscheider aus dem Saugstrom abgeschieden wird, so dass dieser andere Teil des Saugguts nicht mit agglomeriert wird. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass vor allem Partikel mit einem vergleichsweise großen, ersten Durchmesser aus dem Saugstrom abgeschieden werden. Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass Partikel mit einem Durchmesser von mehr als 1 Millimeter (mm) aus dem Saugstrom abgeschieden werden, um in dem Staubsammelbehälter der Saugvorrichtung zu verbleiben, während die kleineren Partikel aus dem Saugstrom herausgefiltert werden, um der Agglomeration zugeführt zu werden. Es hat sich gezeigt, dass vor allem Partikel mit einem Durchmesser weniger als 1 mm besonders gut für das Agglomerieren geeignet sind, weil sie ein kompaktes Agglomerat bilden, dass beispielsweise erst bei Brechkräften in einem Bereich von 10 N wieder zerfällt.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, Partikel mit einem vergleichsweise kleinen Durchmesser aus dem Saugstrom abgeschieden werden. Vorzugsweise können die alveolendurchgängigen Partikel mit einem Filter aus dem Saugstrom abgeschieden werden, bevor sie zum Agglomerieren in die Agglomerationskammer transportiert werden. Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass vor allem die alveolengängigen Partikel mit einem Durchmesser von größer als 5 - 10 Mikrometer (µm) agglomeriert werden. Die Begriffe «alveolengängig» und «alveolengängig» werden im Kontext der vorliegenden Erfindung bevorzugt synonym verwendet. Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. Die Figur, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • In der Figur sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1
    Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung einer vorgeschlagenen Saugvorrichtung
    Ausführungsbeispiele und Figurenbeschreibung:
  • Figur 1 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung einer vorgeschlagenen Saugvorrichtung 50. Die Saugvorrichtung 50 weist einen Staubsammelbehälter 58 zur Aufnahme von Sauggut S auf, sowie einen Motor 54 und eine Turbine 56 zur Erzeugung eines Unterdrucks und eines Saugstroms zum Einsaugen des Saugguts S. Darüber hinaus weist die Saugvorrichtung 50 eine Abscheidevorrichtung 52 auf. Wenn ein mit Sauggut S beladener Saugstrom in die Saugvorrichtung 50 eingesaugt wird, können mit Hilfe der Abscheidevorrichtung 52 Partikel 60 mit einem vergleichsweise großen Durchmesser aus dem Saugstrom bzw. dem Sauggut S abgeschieden werden. Bei den Partikeln 60 mit dem vergleichsweise großen Durchmesser handelt es sich vorzugsweise um nicht-alveolendurchgängige Partikel, die für den Menschen und seine Atemwege nach derzeitiger Kenntnislage nicht sehr gefährlich sind. Diese nicht-alveolendurchgängigen Partikel 60 können vorzugsweise von der Abscheidevorrichtung 52 der Saugvorrichtung 50 aus dem Saugstrom bzw. dem Sauggut S abgeschieden werden. Die in Figur 1 dargestellte Abscheidevorrichtung 52 ist beispielsweise als Umlenkplatte ausgebildet. Es können aber auch Zyklone oder andere trägheitsbasierte Abscheidevorrichtungen, Massen- oder Fliehkraftabscheider als Abscheidevorrichtung 52 in der Saugvorrichtung 50 verwendet werden. Die nichtalveolendurchgängigen Partikel 60, die von der Abscheidevorrichtung 52 in einer ersten Abscheidestufe aus dem Saugstrom abgeschieden werden, können in dem Staubsammelbehälter 58 der Saugvorrichtung 50 gesammelt und später unkompliziert entsorgt werden, da sie für den Menschen quasi unbedenklich sind.
  • Partikel 70 mit einem vergleichsweise kleinen Durchmesser von kleiner als 10 µm werden als alveolendurchgängig betrachtet; sie können tief in die menschliche Lunge bzw. Atemwege eindringen und so eine Gefahr für die Gesundheit eines Menschen darstellen. Die alveolendurchgängigen Partikel 70 verbleiben nach der ersten Abscheidestufe in dem Saugstrom und gelangen bei der in Figur 1 dargestellten Ausgestaltung der Saugvorrichtung 50 über einen Filter 22 in die Agglomerationseinheit 10. Mit anderen Worten ist die Filtervorrichtung 22 der Saugvorrichtung 50 dazu eingerichtet ist, die alveolendurchgängigen Partikel 70 in einer zweiten Abscheidestufe aus dem Saugstrom herauszufiltern, so dass insbesondere die zu agglomerierenden alveolendurchgängigen Partikel 70 in die Agglomerationseinheit 10 gelangen, um in der Agglomerationskammer 12 der Agglomerationseinheit 10 agglomeriert zu werden.
  • Die Agglomerationseinheit 10 weist eine Agglomerationskammer 12 auf, in der ein Agglomerationsmittel 14 beweglich angeordnet vorliegt. Das Agglomerationsmittel 14 kann beispielsweise als Kolben ausgebildet sein. Die vordere Stempelfläche des Kolbens 14 kann als Wirkfläche 16 dienen, wobei diese Wirkfläche 16 während des Agglomerationsvorgangs mit dem zu agglomerierenden Sauggut S in Kontakt gelangt. Das zu agglomerierenden Sauggut S besteht zu diesem Zeitpunkt vorzugsweise fast ausschließlich aus alveolendurchgängigen Partikeln 70. Das Agglomerationsmittel 12 kann von einem Antrieb 18 angetrieben werden, wobei der Antrieb 18 als Hydraulik- oder Pneumatikantrieb ausgebildet sein kann. In dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Agglomerationsmittel 12 beispielsweise eine lineare Auf- und Abbewegung ausführen. Im unteren Bereich der Agglomerationskammer 14 sind Agglomerate A, d.h. Pillen oder Brickets als Produkt des Agglomerationsvorgangs abgebildet. Die Agglomerationseinheit 10 kann darüber hinaus Mittel 20 zum Hinzufügen von Bindemittel zu dem zu agglomerierenden Sauggut S aufweisen. Mit dem Bindemittel kann der Zusammenhalt zwischen den zu agglomerierenden Partikeln weiter verbessert werden. Des Weiteren können in der Agglomerationseinheit 10 Transportmittel 24 vorgesehen sein, um die alveolendurchgängigen Partikel 70 in den Wirkbereich des Agglomerationsmittels 12 zu bringen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Agglomerationseinheit
    12
    Agglomerationskammer
    14
    Agglomerationsmittel
    16
    Wirkfläche
    18
    Antrieb
    20
    Mittel zum Hinzufügen eines Bindemittels
    22
    Filter
    24
    Transportvorrichtung
    50
    Saugvorrichtung
    52
    Abscheider
    54
    Motor der Saugvorrichtung
    56
    Turbine der Saugvorrichtung
    58
    Staubsammelbehälter der Saugvorrichtung
    60
    Partikel mit einem vergleichsweise großen Durchmesser
    70
    Partikel mit einem vergleichsweise kleinen Durchmesser
    A
    Agglomerat
    S
    Sauggut

Claims (15)

  1. Agglomerationseinheit (10) zum Agglomerieren von Sauggut S
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Agglomerationseinheit (10) eine Agglomerationskammer (12) aufweist, wobei in der Agglomerationskammer (12) ein Agglomerationsmittel (14) zum Agglomerieren des Saugguts S vorgesehen ist.
  2. Agglomerationseinheit (10) nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Agglomerationsmittel (14) als Kolben, Schneckenpresse, Schraubenpresse und/oder Spindelpresse ausgebildet ist.
  3. Agglomerationseinheit (10) nach Anspruch 1 oder 2
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Agglomerationsmittel (14) eine Wirkfläche (16) aufweist, die beim Agglomerieren mit dem Sauggut S in Kontakt vorliegt, wobei eine Größe der Wirkfläche (16) kleiner oder gleich 200 cm2 ist.
  4. Agglomerationseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Agglomerationsmittel (14) mit Hilfe eines Antriebs (18) angetrieben wird.
  5. Agglomerationseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Antrieb (18) als Hydraulikantrieb oder als Pneumatikantrieb ausgebildet ist.
  6. Agglomerationseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    beim Agglomerieren eine Kraft auf das Sauggut S ausgeübt wird, wobei die Kraft durch einen Druck bestimmt wird, der in einem Bereich von 50 bis 1.000 Mega-Pascal (MPa) liegt, bevorzugt in einem Bereich von Bereich von 100 bis 750 Mega-Pascal und besonders bevorzugt in einem Bereich von 250 bis 500 Mega-Pascal.
  7. Agglomerationseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kraft, die beim Agglomerieren auf das Sauggut S ausgeübt wird, im Wesentlichen konstant ausgeübt wird.
  8. Agglomerationseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Agglomerationseinheit (10) Mittel (20) zum Hinzufügen eines Bindemittels zum Sauggut S umfasst.
  9. Saugvorrichtung (50) umfassend eine Agglomerationseinheit (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Saugvorrichtung (50) als Bausauger oder als zentrale Entsorgungsstation ausgebildet ist.
  10. Saugvorrichtung (50) nach Anspruch 9
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Saugvorrichtung (50) mindestens einen Abscheider (52) zum Abscheiden von Partikeln aus dem Sauggut S aufweist.
  11. Saugvorrichtung (50) nach Anspruch 9 oder 10
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Saugvorrichtung (50) neben der Agglomerationskammer (12) einen Staubsammelbehälter (58) zur Aufnahme des Saugguts S aufweist.
  12. Verfahren zum Agglomerieren von Sauggut S mit einer Saugvorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 9 bis 11
    gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
    a) Einsaugen des Saugguts S durch einen Saugstrom,
    b) Transport des Saugguts S in die Agglomerationskammer (12) der Agglomerationseinheit (10) der Saugvorrichtung (50),
    c) Agglomerieren des Saugguts S durch das Agglomerationsmittel (14).
  13. Verfahren nach Anspruch 12
    dadurch gekennzeichnet, dass
    Partikel (60) mit einem vergleichsweise großen Durchmesser aus dem Saugstrom S abgeschieden werden, so dass die Partikel (60) mit dem vergleichsweise großen Durchmesser nicht mit agglomeriert werden.
  14. Verfahren nach einem der Anspruch 12 oder 13
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Partikel (60) mit dem vergleichsweise großen Durchmesser in einem Staubsammelbehälter (58) der Saugvorrichtung (50) gesammelt werden.
  15. Verfahren nach einem der Anspruche 12 bis 14
    dadurch gekennzeichnet, dass
    Partikel (70) mit einem vergleichsweise kleinen Durchmesser mit einem Filter (22) aus dem Saugstrom abgeschieden werden, bevor die Partikel (70) mit dem vergleichsweise kleinen Durchmesser zum Agglomerieren in die Agglomerationskammer (12) transportiert werden.
EP24196391.7A 2023-09-07 2024-08-26 Agglomerationseinheit, saugvorrichtung und verfahren zum agglomerieren von sauggut Pending EP4520239A1 (de)

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