WO2005116343A1 - Verfahren und vorrichtung zur reinigung von flächen - Google Patents

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WO2005116343A1
WO2005116343A1 PCT/EP2005/004602 EP2005004602W WO2005116343A1 WO 2005116343 A1 WO2005116343 A1 WO 2005116343A1 EP 2005004602 W EP2005004602 W EP 2005004602W WO 2005116343 A1 WO2005116343 A1 WO 2005116343A1
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WO
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Prior art keywords
partition
hood
transverse wall
wall
cleaning
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/004602
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Krumm
Hubert Schulte
Original Assignee
Airmatic Gmbh
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 Airmatic Gmbh filed Critical Airmatic Gmbh
Priority to EP05740726A priority Critical patent/EP1751354A1/de
Publication of WO2005116343A1 publication Critical patent/WO2005116343A1/de

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H1/00—Removing undesirable matter from roads or like surfaces, with or without moistening of the surface
    • E01H1/10—Hydraulically loosening or dislodging undesirable matter; Raking or scraping apparatus ; Removing liquids or semi-liquids e.g., absorbing water, sliding-off mud
    • E01H1/101—Hydraulic loosening or dislodging, combined or not with mechanical loosening or dislodging, e.g. road washing machines with brushes or wipers
    • E01H1/103—Hydraulic loosening or dislodging, combined or not with mechanical loosening or dislodging, e.g. road washing machines with brushes or wipers in which the soiled loosening or washing liquid is removed, e.g. by suction

Definitions

  • the invention relates to a method for cleaning dirty surfaces using a hood which can be sealed off from the environment with a top wall and side walls, the hood possibly having a partition or transverse wall and the contaminants being suctioned off under or inside the hood.
  • the invention also relates to an apparatus for performing the method.
  • Contamination of paved, concrete or bituminized surfaces such as roadways, streets, squares or general traffic areas and the like. a. in buildings or halls, can occur quickly and surprisingly, such as B. large area after a flood due to contaminated mud or occasionally after an accident in road traffic due to leakage of oil, antifreeze or similar.
  • a quick cleaning of these surfaces is necessary to eliminate dangerous situations and / or to avoid environmental damage.
  • Another important application is e.g. for degreasing oily metal sheets or rolled strip material and for cleaning dusty surfaces, for example in the wood industry.
  • Another application is e.g. the cleaning of descaled sheets.
  • Document DE 24 57 708 A describes a cleaning device with two chambers, the first chamber seen in the direction of movement being the suction chamber and the chamber downstream in the direction of movement being the spray chamber.
  • the first chamber seen in the direction of movement being the suction chamber and the chamber downstream in the direction of movement being the spray chamber.
  • the spray chamber In the front wall of the spray chamber and in the rigid partition between the suction Chamber and spray chamber are provided with flow channels, which significantly reduce the cleaning effect.
  • EP 0 279 729 B1 describes a vehicle for cleaning radioactive and / or chemical residues from the road surface.
  • a device for moistening the surface is provided in front of the vehicle in order to bind the radioactive or chemical dust particles.
  • At the rear of the vehicle there is a spray and suction device with a spray chamber for pure water and with a suction chamber for the contaminated water. Both rooms are separated from each other by walls.
  • the partition which is rigid in the vertical direction, ends at a distance above the surface to be cleaned.
  • both work areas are not completely sealed off from the environment. So there is an opening in the spray hood for the passage of the pure water pipes, and the side walls of the suction hood are not provided with sealing strips. Therefore, the cleaning success is only imperfect.
  • the two work areas must be attached to the rear of the vehicle due to the process, since the humidification system is provided in front of the vehicle.
  • Document EP 0 773 327 B1 discloses a cleaning system which does not have the disadvantages of the above systems. Under a hood that is open to the road surface and otherwise closed on all sides, when viewed in the direction of movement of the cleaning system, there is first a high-pressure spray chamber and, downstream, a suction chamber. Spray area and suction area are separated by a transverse wall that ends just above the road surface. As a result, both work areas are completely shielded from each other and from the environment, namely to the outside by sealing lips, which are located at the lower end of the spray and suction hood, and from each other by the transverse wall, which is rigid in the vertical direction and ends just above the surface to be cleaned.
  • the document DE 10037 548 C2 describes a two-chamber suction hood in which the partition ends close above the surface to be cleaned. Ventilation flaps are provided on the hood in the closing direction. This construction serves to adjust the vacuum conditions in the hood in a self-regulating manner.
  • a roller seal between objects or devices and a surface is published in document DE 199 09 410 C2; here freely movable rollers are provided, which have an enlarged central bore in relation to a bearing axis, so that they can move up and down, but not laterally.
  • flat bars with an elongated hole can be used as sealing elements.
  • the downward movement is carried out solely by your own weight, with the rollers or flat bars between two very narrow rigid boundary walls.
  • This arrangement has two serious disadvantages that make it unsuccessful in cleaning a traffic area.
  • the rollers or flat bars are mechanically damaged because they cannot move to the side. In the case of heavy soiling and frost, there is a risk that the sealing elements get caught in the upper position, since the weight is no longer sufficient to ensure the downward movement.
  • the document US 4,107,816 describes a hood-in-hood system which is used in particular for cleaning corridors. Due to the constructive design of the device described, suction is always carried out first before spraying on, so that, depending on the process, oil is always sucked up first before an emulsion can form. Furthermore, the sealing lips of the inner spray hood are designed up to the surface to be cleaned. The device is therefore not suitable for cleaning oil from traffic areas. Due to the lack of shielding of both work areas or both work rooms from the environment, the cleaning systems according to document DE 24 57 708 A and EP 0 279 729 B1 have not been successfully implemented technically since the liquid could not be completely absorbed even on flat surfaces due to the lack of tightness ,
  • the invention has for its object to provide a method and a device for cleaning surfaces with a hood, in which the pressure loss below the side walls of the hood and possibly below the partition or transverse wall is reduced or minimized and the volume flow is influenced.
  • the object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned in the preamble of claim 1 in that the air volume to be extracted is directed from the spray area and / or from the environment by means of a guide device to the gap under the side walls and, if appropriate, the partition or transverse wall.
  • the lower end of the side walls and, if applicable, the partition or the transverse wall can be optimized in terms of flow technology in such a way that the respective ends of the side walls and, if appropriate, the partition or transverse wall are shaped in the form of a nozzle, preferably as a Laval nozzle respective wall art consist of a suitably shaped sheet or be supplied as a full profile.
  • the new method can also be used for suction only by omitting the partition or transverse wall.
  • all wall versions can be segmented in order to achieve better adaptation to uneven surfaces.
  • the flow in front of and / or under and / or behind the side walls and / or partitions can optionally be influenced by internals and / or by air feeds and / or by air extraction.
  • the object is achieved according to the invention in that at least one of the side walls and, if appropriate, the partition or transverse wall is provided with at least one flow guide plate or the side wall end and, if appropriate, the partition or Transverse wall - end is fluidically optimized, e.g. in the form of a Laval nozzle.
  • the end of the side wall and / or the end of the partition or transverse wall above the surface to be cleaned is preferably angled and wedge-shaped against the cleaning surface and then bent in the area of a predetermined smallest distance from the cleaning surface.
  • the bend preferably follows a constant curvature.
  • At least one of the side walls and optionally the partition or transverse wall can be designed as a flow guide plate. This saves an additional part and there is no assembly process.
  • Another flow baffle can be provided in the suction area. As a result, the air volume is directed to the suction opening.
  • the method and the device according to the invention result in improvements in cleaning dirty surfaces.
  • the effects of minimizing the pressure loss below the side walls and possibly below the partition or transverse wall are described below.
  • the suction fan connected to the suction area has the following electrical power consumption:
  • V means the volume flow
  • ⁇ p s the pressure loss
  • ⁇ the efficiency The blower has the characteristic curve shown in FIG. 10.
  • ⁇ f ( ⁇ h / h, D, surface contour, roughness) (3)
  • ⁇ h is the gap height, h the hood height and D the thickness of the transverse wall.
  • the pressure loss coefficient is shown quantitatively for a rectangular plate gate valve, which approximately represents the case of a partition between the spray and suction space, in FIG. 11 (upper curve).
  • the pressure drop coefficient can be substantially reduced, cf. lower curve in FIG. 11. This was determined by calculating the two-dimensional flow field for a compressible flow. This means that with smaller gap heights ⁇ h / h higher gap speeds occur or the gap speed remains constant with a smaller pressure loss, cf. Figure 12.
  • the compressible flow expands the air volume immediately after enlarging the nozzle cross section, with the result that there is a substantial increase in speed or a decrease in the static pressure in such a way that below the ends of the side walls and possibly below the separator - or transverse wall depending on the set operating parameters supersonic speed can occur, see representations in Figures 13 to 16. This significantly improves the cleaning effect, because due to the greater vacuum there is better suction.
  • y-axis static pressure in N / m 2
  • x-axis position coordinate in the hood special feature : further reduction of the pressure in the nozzle to 0.244 bar (actually half nozzle) up to the surface to be cleaned gap height: 5 mm at the narrowest point, partition wall thickness: 60 mm
  • y-axis speed in m / sx-axis: location coordinate in the hood
  • Special feature supersonic flow in the nozzle gap height: 5 mm at the narrowest point
  • y-axis static pressure in N / m 2 x-axis: location coordinate
  • FIG. 1 shows a sectional view of a rectangular partition or transverse wall
  • FIG. 2 side view of an optimized partition or transverse wall
  • FIG. 3 shows a sectional view of a side, partition or transverse wall profiled below
  • FIG. 4 shows a sectional view of a side, partition or transverse wall with built-in parts in the spray and suction chamber for improved air flow
  • FIG. 5 shows a sectional view of a side, partition or transverse wall designed as a guide plate when resting on the surface to be suctioned off (at a standstill);
  • FIG. 6 shows a sectional view of a side, partition or transverse wall designed as a baffle plate during suction (work phase).
  • FIG. 7 shows a sectional view of a hood with a profiled side, partition or transverse wall
  • Figure 8 is a sectional view of a hood with a first shape of the top wall and a device for lifting and lowering
  • Figure 9 shows a sectional view of a hood with a second shape of the top wall and a device for lifting and lowering.
  • FIG. 1 the side wall, partition wall or transverse wall considered in the description as a rectangular plate gate valve is shown in cross section.
  • a side, partition or transverse wall is shown as a cutout, which is connected with a hood.
  • the lower end of the side, partition or cross wall is profiled.
  • the designations used in the description are also entered.
  • FIG. 3 shows a side, partition or transverse wall 6 which is profiled at the lower end 7.
  • the wall sides 4, 5 of the side, partition or transverse wall 6 can have any shape, such as thanks to a profile-like surface contour.
  • the entire side, partition or transverse wall 6 can thus be designed in any shape; this includes that, for example, the side, partition or transverse wall 6 itself can be designed as a guide plate, cf. 9 in FIG. 4.
  • a side, partition or transverse wall 6 can, for example, be attached to the hood ceiling 1, see 11 in FIG. 6, that this wall is pressed upwards by the flow force 12 during the working phase 14, the working direction being indicated by 10; at standstill 13, this side, partition or transverse wall (guide plate) 9 is in contact with the surface 8 to be cleaned, see FIG. 5.
  • Such a construction has the great advantage that unevenness of the surface to be cleaned causes these side, partition or also push the transverse wall upwards. This prevents mechanical damage to the wall 9.
  • FIG. 4 shows internals 9 in work area 2 and / or work area 3, each of which ensures favorable flow guidance.
  • These internals 9 can be attached to the side, partition or transverse wall 6 and / or the hood ceiling 1; this attachment can be rigid, resilient or movable.
  • a movable attachment e.g. in point 11 e.g. a force, not shown, such as a spring that the internals, preferably designed as baffles, are pressed at a standstill 13 onto the surface 8 to be cleaned.
  • the flow force 12 of the sucked-in air counteracts this force and presses the internals 9 upward, so that a free cross section is created; the side, partition or transverse wall 6 ends just above the surface to be cleaned 8.
  • the height of the gap between the side, partition or transverse wall end 7 and the surface 8 to be cleaned can be set automatically by means of the adjustable extracted air volume.
  • the side, partition or transverse wall 6 itself is designed as a guide plate 9, cf. Figure 5, 6.
  • the baffles 9 themselves can be profiled.
  • the side, partition or transverse wall 6 or the internals 9 can be segmented.
  • a hood (1) is shown in a sectional view, which consists of a top wall and side walls (6).
  • the side walls (6) seal the hood (1) against the environment.
  • a suction fan (not shown) is attached to the top wall in the suction area.
  • the side walls (6) consist for example of a profiled sheet. According to the embodiment shown, the lower ends of the side walls (6) are bent outwards and form the shape of a Laval nozzle. As further indicated on the right side, the side walls (6) could also consist of a solid part, the lower end of which has the shape of a Laval nozzle described above.
  • hood (1) or the side, partition or transverse walls (6) can consist of individual parts or segments.
  • the repair effort is further reduced if, for example, the side, partition or transverse wall (6) is only damaged in a small area and has to be replaced.
  • Figure 8 shows a hood (1) in a sectional view, which is lifted by e.g. double-acting cylinder (15) can be raised or lowered.
  • the top wall of the hood (1) is conical and thus directs the contaminants to be extracted to the centrally attached suction device.
  • the surface (8) to be cleaned outside the hood (1) can be treated with a cleaning liquid.
  • the direction of the air flow is indicated by the arrows.
  • a hood (1) of largely cylindrical design is shown in FIG. 9.
  • This hood (1) is also raised or lowered by a lifting device such as double-acting cylinders (15).
  • the profiled lower end of the side, partition or transverse wall (6) can be designed as an easily replaceable segment in this embodiment of the hood (1).
  • the segments are detachably connected to the cylindrical part of the side, partition or transverse wall (6), for example.
  • hood 2. work area

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer verschmutzten Fläche (8) unter Verwendung einer mit Deckwand und Seitenwänden gegen die Umgebung abdichtbaren Haube (1), wobei die Haube ggf. eine Trenn - oder Querwand aufweist und die Verunreinigungen unter bzw. innerhalb der Haube abgesaugt werden. Das Verfahren wird dadurch optimiert, dass das abzusaugende Luftvolumen aus der Umgebung mittels Leitvorrichtungen zu einem Spalt unterhalb der Seitenwände und ggf. unterhalb der Trenn - oder Querwand (6) geleitet wird. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Flächen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von verschmutzten Flächen unter Verwendung einer mit Deckwand und Seitenwänden gegen die Umgebung abdichtbaren Haube, wobei die Haube ggf. eine Trenn - oder Querwand aufweist und die Verunreinigungen unter bzw. innerhalb der Haube abgesaugt werden. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Verunreinigungen von gepflasterten, betonierten oder bitumisierten Flächen, wie Fahrbahnen, Straßen, Plätzen oder allgemeine Verkehrsflächen u. a. in Gebäuden oder Hallen, können schnell und überraschend auftreten, wie z. B. großflächig nach einem Hochwasser durch kontaminierten Schlamm oder punktuell nach einem Unfall im Straßenverkehr durch Auslaufen von Öl, Frostschutzmittel o. Ä. Eine schnelle Äbreinigung dieser Flächen ist erforderlich, um Gefahrensituationen zu beseitigen und/oder Umweltschäden zu vermeiden. Dabei besteht das Erfordernis, die jeweilige Verunreinigung möglichst vollständig aufzunehmen. Dies stellt ein besonderes Problem dar bei geneigten und unebenen Flächen, wie z. B. Spurrillen, da eine verunreinigte Flüssigkeit beim Reinigungsprozess entweder abläuft oder in Vertiefungen der Fläche zurückbleibt.
Eine weitere wichtige Anwendung besteht z.B. bei der Entfettung von verölten Blechen oder gewalztem Bandmaterial sowie bei der Äbreinigung von verstaubten Flächen, beispielsweise in der Holzindustrie. Eine weitere Einsatzmöglichkeit ist z.B. die Reinigung von entzunderten Blechen.
Ferner gibt es natürliche "Verunreinigungen" wie Gräser oder Wildbewuchs auf z. B. gepflasterten Flächen; zu deren nachhaltigen Entfernung wurden bisher Che- mikalien eingesetzt oder offene Flammen verwendet. Nachteilig dabei ist, dass einerseits die Umwelt geschädigt wird, andererseits eine Schädigung der Oberfläche auftritt.
Zur Reinigung von Flächen sind eine Vielzahl von Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die sich in der Praxis mehr oder weniger bewährt haben. Der technische Lösungsansatz besteht bei allen Varianten darin, dass in einem oder zwei getrennten Arbeitsbereichen eine Flüssigkeit aufgesprüht, und diese dann nach Aufnahme von Verunreinigungen abgesaugt wird. Häufig ist der jeweilige konstruktive Aufbau der Reinigungsgeräte ähnlich, die Unterscheidungskriterien liegen im Detail und in der Funktionsweise.
Es hat sich in der Praxis herausgestellt, dass der Reinigungserfolg der Geräte besser ist, wenn in einer geschlossenen Haube zwei voneinander getrennte Arbeitsbereiche vorgesehen sind, wobei in einem der Arbeitsbereiche aufgesprüht und im zweiten Arbeitsbereich abgesaugt wird. Der Reinigungserfolg ist umso besser, je vollständiger die Trennung der beiden Arbeitsbereiche gelingt, wobei auch bei unebener Fläche zwischen dem unteren Ende der wie auch immer ausgeführten Trennwandung und der zu reinigenden Fläche ein näherungsweise konstanter Abstand vorherrschen sollte. Durch das Sauggebläse wird aufgrund des Unterdrucks die Luft in dem Spalt unter den Seitenwänden und ggf. unter der Trenn - oder Querwand beträchtlich beschleunigt, dadurch sinkt hier der statische Druck, so das dadurch und den Mitreißeffekt der starken Strömung eine verbesserte Äbreinigung der zu reinigenden Fläche erzielt wird.
Das Dokument DE 24 57 708 A beschreibt ein Reinigungsgerät mit zwei Kammern, wobei die in Bewegungsrichtung gesehene erste Kammer die Saugkammer ist und die in Bewegungsrichtung nachgeordnete Kammer die Sprühkammer ist. In der Vorderwand der Sprühkammer und in der starren Trennwand zwischen Saug- kammer und Sprühkammer sind Strömungskanäle vorgesehen, welche die Reinigungswirkung erheblich reduzieren.
In der EP 0 279 729 B1 ist ein Fahrzeug zum Reinigen der Fahrbahnoberfläche von radioaktiven und/oder chemischen Rückständen beschrieben. Vor dem Fahrzeug ist eine Vorrichtung zum Anfeuchten der Oberfläche vorgesehen, um die radioaktiven bzw. chemischen Staubpartikel zu binden. An der Rückseite des Fahrzeugs befindet sich eine Spritz- und Aufsaugvorrichtung mit einem Sprühraum für Reinwasser und mit einem Saugraum für das kontaminierte Wasser. Beide Räume sind voneinander durch Wände getrennt. Die in vertikaler Richtung starre Trennwand endet mit Abstand über der zu reinigenden Fläche. Beide Arbeitsbereiche sind aber nicht vollständig gegenüber der Umgebung abgedichtet. So besteht eine Öffnung in der Sprühhaube zur Durchführung der Reinwasserleitungen, und die Seitenwände der Saughaube sind nicht mit Dichtleisten versehen. Deshalb ist der Reinigungserfolg nur unvollkommen. Ferner müssen die beiden Arbeitsbereiche verfahrensbedingt am Heck des Fahrzeugs angebracht sein, da vor dem Fahrzeug die Befeuchtungsanlage vorgesehen ist.
Das Dokument EP 0 773 327 B1 offenbart ein Reinigungssystem, das die Nachteile der o. g. Systeme nicht aufweist. Unter einer zur Fahrbahnoberfläche offenen, ansonsten allseits geschlossenen Haube befindet sich in Bewegungsrichtung des Reinigungssystems gesehen zunächst ein Hochdrucksprühraum und nachgeordnet ein Saugraum. Sprühraum und Saugraum sind durch eine Querwand getrennt, die dicht oberhalb der Fahrbahndecke endet. Beide Arbeitsbereiche sind hierdurch gegeneinander und gegenüber der Umgebung vollständig abgeschirmt, und zwar nach außen durch Dichtlippen, die sich am unteren Ende der Sprüh- und Saughaube befinden, und gegeneinander durch die in vertikaler Richtung starre Querwand, die dicht oberhalb der zu reinigenden Fläche endet. Das Dokument DE 10037 548 C2 beschreibt eine Zweikammer-Saughaube, bei der die Trennwand dicht über der zu reinigenden Fläche endet. An der Haube sind in Schließrichtung federrückgestellte Belüftungsklappen vorgesehen. Diese Konstruktion dient dazu, in der Haube die Unterdruckverhältnisse selbst regulierend einzustellen.
Eine Rollenabdichtung zwischen Gegenständen oder Geräten und einer Fläche ist in dem Dokument DE 199 09 410 C2 veröffentlicht; hier sind frei bewegliche Rollen vorgesehen, die gegenüber einer Lagerachse eine erweiterte Mittelbohrung haben, so dass sie nach oben und unten beweglich sind, aber nicht seitlich. Anstelle der Rollen können flache Stäbe mit einem Langloch als Dichtelemente verwendet werden. Die Bewegung nach unten erfolgt ausschließlich durch das eigene Gewicht, wobei die Rollen oder Flachstäbe zwischen zwei sehr engen starren Begrenzungswänden erfolgt. Bei dieser Anordnung treten zwei gravierende Nachteile auf, die eine erfolgreiche Anwendung bei der Reinigung einer Verkehrsfläche scheitern lassen. Beim Überfahren eines aus der Fahrbahn herausstehenden Kanaldeckels werden die Rollen oder Flachstäbe mechanisch beschädigt, da sie nicht zur Seite ausweichen können. Bei starker Verschmutzung und bei Frost besteht die Gefahr, dass die Dichtelemente in der oberen Stellung hängen bleiben, da die Gewichtskraft nicht mehr ausreicht, um die Bewegung nach unten zu gewährleisten.
Das Dokument US 4,107,816 beschreibt eine Haube - in Haube - System, das im speziellen zur Reinigung von Fluren eingesetzt wird. Aufgrund der konstruktiven Ausführung des beschriebenen Geräts wird zunächst immer abgesaugt, bevor aufgesprüht wird, so dass verfahrensbedingt zunächst immer z.B. Öl aufgesaugt wird, bevor eine Emulsion entstehen kann. Ferner sind die Dichtlippen der inneren Sprühhaube bis auf die zu reinigende Fläche ausgeführt. Das Gerät ist damit nicht geeignet, Öl von Verkehrsflächen abzureinigen. Aufgrund mangelnder Abschirmung beider Arbeitsbereiche bzw. beider Arbeitsräume gegenüber der Umgebung sind den Reinigungssystemen nach Dokument DE 24 57 708 A und EP 0 279 729 B1 eine erfolgreiche technische Umsetzung nicht gelungen, da durch mangelnde Dichtheit die Flüssigkeit selbst bei ebenen Flächen nicht vollständig aufgenommen werden konnte.
Reinigungssysteme, die auf den Dokumenten EP 0 773 327 B1 und DE 100 37 548 C2 beruhen, sind erfolgreich im Markt zu finden; sie wirken bei ebener Fläche zufriedenstellend, auch wenn bei unebenen Flächen geringe Leckagemengen an Flüssigkeit auftreten.
Bei allen bekannten Verfahren und Vorrichtungen mit einer Querwand tritt vor der Querwand, in dem Arbeitsbereich, in dem eine Reinigungsflüssigkeit aufgesprüht wird und infolge der beträchtlichen Querschnittsverengung durch die Querwand, ein Druckverlust auf, welcher das Absaugen der Reinigungsflüssigkeit mit den aufgenommenen Verunreinigungen im anderen Arbeitsbereich stark beeinflusst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Flächen mit einer Haube anzugeben, bei der der Druckverlust unterhalb den Seitenwänden der Haube und ggf. unterhalb der Trenn - oder Querwand reduziert bzw. minimiert und der Volumenstrom beeinflusst wird.
Die Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das abzusaugende Luftvolumen aus dem Sprühbereich und / oder aus der Umgebung mittels Leitvorrichtung zum Spalt unter den Seitenwänden und ggf. der Trenn - oder Querwand geleitet wird. Dabei kann das untere Ende der Seitenwände und ggf. der Trenn - oder der Querwand derart strömungstechnisch optimiert sein, dass die jeweiligen Enden der Seitenwände und ggf. der Trenn - oder Querwand in Düsenform, vorzugsweise als Laval - Düse, ausgeformt sind, dabei kann die jeweilige Wandkόn- tur aus einem entsprechend geformten Blech bestehen oder als Voll - Profil zugeführt sein. Sinngemäß kann das neue Verfahren auch durch Weglassen der Trenn - oder Querwand nur zum Absaugen verwendet werden. Alle Wandausführungen können darüber hinaus segmentiert sein, um eine bessere Anpassung an unebene Flächen zu erreichen. Ferner kann ggf. die Strömung vor und/oder unter und/oder hinter den Seitenwänden und/oder Trennwänden durch Einbauten und/oder durch Luftzuführungen und/oder durch Luftabsaugungen beeinflusst werden.
Bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 11 genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass wenigstens eine der Seitenwände und ggf. die Trenn - oder Querwand mit mindestens einem Strömungsleitblech versehen ist bzw. das Seitenwand - Ende und ggf. das Trenn - oder Querwand - Ende strömungstechnisch optimiert ist, z.B. in Form einer Laval - Düse.
Zweckmäßig ist zur Schaffung des Düseneffektes das Seitenwand-Ende und/oder das Trenn- oder Querwand-Ende oberhalb der abzureinigenden Fläche vorzugsweise abgewinkelt und keilförmig gegen die Reinigungsfläche gerichtet und im Bereich eines vorgegebenen kleinsten Abstandes zur Reinigungsfläche anschließend aufgebogen. Die Aufbiegung folgt vorzugsweise einer stetigen Krümmung.
Die Erfindung weiter ausgestaltend kann mindestens eine der Seitenwände und ggf. die Trenn - oder Querwand als Strömungsleitblech ausgebildet sein. Hierdurch wird ein zusätzliches Teil eingespart und es entfällt ein Montagevorgang. Ein weiteres Strömungsleitblech kann im Saugbereich vorgesehen werden. Dadurch wird das Luftvolumen gezielt zur Saugöffnung geleitet.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ergeben sich Verbesserungen beim Reinigen von verschmutzten Flächen. Die Auswirkungen der Minimierung des Druckverlustes unterhalb der Seitenwände und ggf. unterhalb der Trenn - oder Querwand werden im folgenden beschrieben.
Das am Saugbereich angeschlossene Sauggebläse hat folgende elektrische Leistungsaufnahme:
Pei = ( V - Δps ) / η __ ' (1 )
Dabei bedeuten V den Volumenstrom, Δpsden Druckverlust und η den Wirkungsgrad. Das Gebläse hat die in Figur 10 dargestellte Kennlinie.
Die Querwand ( = Trennwand ) zwischen Sprühbereich und Querwand wird als Absperrschieber aufgefasst; der dabei auftretende Druckverlust ergibt sich aus
Δpspait = 1/ 2 - ζ - p- v2 (2)
Mit ζ dem Druckverlustbeiwert, p der Luftdichte und v der Anströmgeschwindigkeit. Der Druckverlustbeiwert ζ weist folgende Abhängigkeiten aus: ζ = f ( Δh / h, D, Oberflächenkontur, Rauhigkeit ) (3)
Dabei ist Δh die Spalthöhe, h die Haubenhöhe und D die Dicke der Querwand.
Der Druckverlustbeiwert ist quantitativ für einen rechteckigen Plattenabsperrschieber, der näherungsweise den Fall einer Trennwand zwischen Sprüh - und Saugraum repräsentiert, in Figur 11 dargestellt ( obere Kurve ).
Durch die strömungstechnische Optimierung des Trennwand - Endes gelingt es, den Druckverlustbeiwert substantiell abzusenken, vgl. untere Kurve in Figur 11. Dieser Sachverhalt wurde durch die Berechnung des zwei - dimensionalen Strömungsfeldes für eine kompressible Strömung ermittelt. Dies bedeutet, dass bei kleineren Spalthöhen Δh / h höhere Spaltgeschwindigkeiten auftreten oder die Spaltgeschwindigkeit bei kleinerem Druckverlust konstant bleibt, vgl. Figur 12.
Geht man davon aus, dass die Reinigungswirkung näherungsweise umso besser ist, je höher die Spaltgeschwindigkeit ist oder im Umkehrschluss, je geringer der statische Druck im Spalt ist, so kann durch die strömungstechnische Optimierung des Trennwand - Endes entweder eine bessere Reinigung erzielt werden oder eine gleiche Reinigungswirkung mit einem geringeren Leistungsbedarf des Gebläses erreicht werden.
Wird das untere Ende der Seitenwände und ggf. das untere Ende der Trenn - o- der Querwandwand in Anlehnung an Fig. 2 oder Fig. 7 z.B. als Laval - Düse ausgeführt, so erfolgt bei kompressibler Strömung unmittelbar nach Vergrößerung des Düsenquerschnitts eine Expansion des Luftvolumens mit der Folge, dass eine substantielle Geschwindigkeitserhöhung bzw. Absenkung des statischen Drucks derart erfolgt, dass unterhalb der Enden der Seitenwände und ggf. unterhalb der Trenn - oder Querwand in Abhängigkeit der eingestellten Betriebsparameter Ü- berschallgeschwindigkeit auftreten kann, siehe Darstellungen in den Figuren 13 bis 16. Dadurch wird die Reinigungswirkung wesentlich verbessert, da aufgrund des größeren Unterdrucks eine bessere Absaugung erfolgt. Bei diesen Darstellungen handelt es sich um das Ergebnis einer drei - dimensionalen Strömungsberechnung für kompressible Strömungen.
Im Umkehrschluss bedeutet dieser Zusammenhang aber auch, dass eine Reinigungsleistung, wie sie von den bekannten Ausführungen der Trennwand und / oder der Außenwände bekannt ist ( vgl. Figur 15 und 16 ), mit einem wesentlich geringeren betrieblichen Aufwand wie z.B. Energieverbrauch für die Antriebsaggregate der Druck - und Saugvorrichtung erreicht werden kann. Figur 13: Geschwindigkeitsprofil im Sprüh - und Saugbereich mit Laval - Düse bei einem eingestellten Unterdruck von 0,3 bar (= 0,7 bar absolut ); Y - Achse: Geschwindigkeit in m / s X - Achse: Ortskoordinate in der Haube Besonderheit: Überschallströmung in der Düse ( eigentlich Halb - Düse ) Spalthöhe. 5 mm an engster Stelle, Trennwandstärke: 60 mm
Figur 14: Druckprofil im Sprüh - und Saugbereich mit Laval - Düse bei einem eingestellten Unterdruck von 0,3 bar (= 0,7 bar absolut ) y - Achse: Statischer Druck in N / m2 x - Achse: Ortskoordinate in der Haube Besonderheit: weitere Absenkung des Drucks in der Düse bis auf 0,244 bar ( eigentlich Halb - Düse ) bis zur zu reinigenden Fläche Spalthöhe: 5 mm an engster Stelle, Trennwandstärke: 60 mm
Figur 15: Geschwindigkeitsprofil im Sprüh - und Saugbereich mit 3 mm starker Trennwand mit scharfem Ende bei einem eingestellten Unterdruck von 0,3 bar (= 0,7 bar absolut ) y - Achse: Geschwindigkeit in m / s x - Achse: Ortskoordinate in der Haube Besonderheit: Überschallströmung in der Düse Spalthöhe: 5 mm an engster Stelle Figur 16: Druckprofil im Sprüh - und Saugbereich mit 3 mm starker Trennwand mit scharfen Ende bei einem eingestellten Unterdruck von 0,3 bar (= 0,7 bar absolut ) y - Achse: Statischer Druck in N / m2 x - Achse: Ortskoordinate in der Haube Besonderheit: Absenkung des Drucks in der Düse bis auf 0,5 bar aufgrund der Verwirbelung nur an der Einlauf - Kante, der statische Druck auf der zu reinigenden Fläche sinkt nicht unter 0,7 bar Spalthöhe: 5 mm an engster Stelle
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung von Zeichnungen einiger schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele des Anmeldungsgegenstandes.
Es zeigen:
Figur 1 Schnittdarstellung einer rechteckigen Trenn - oder Querwand;
Figur 2 Seitenansicht einer optimierten Trenn - oder Querwand;
Figur 3 Schnittdarstellung einer unten profilierten Seiten -, Trenn - oder Querwand;
Figur 4 Schnittdarstellung einer Seiten -, Trenn - oder Querwand mit Einbauten in Sprüh- und Saugkammer zur verbesserten Luftströmung ;
Figur 5 Schnittdarstellung einer als Leitblech ausgebildeten Seiten -, Trenn - oder Querwand bei Auflage auf der abzusaugenden Fläche (im Stillstand); Figur 6 Schnittdarstellung einer als Leitblech ausgebildeten Seiten -, Trenn - oder Querwand beim Absaugen (Arbeitsphase).
Figur 7 Schnittdarstellung einer Haube mit profilierter Seiten -, Trenn - oder Querwand;
Figur 8 Schnittdarstellung einer Haube mit einer ersten Form der Deckwand und einer Vorrichtung zum Heben und Senken und
Figur 9 Schnittdarstellung einer Haube mit einer zweiten Form der Deckwand und einer Vorrichtung zum Heben und Senken.
In Figur 1 ist die in der Beschreibung als rechteckiger Plattenabsperrschieber berücksichtigte Seiten -, Trenn - oder Querwand im Querschnitt dargestellt.
In Figur 2 ist als Ausschnitt eine Seiten -, Trenn - oder Querwand dargestellt, welche mit einer Haube verbunden ist. Das untere Ende der Seiten -, Trenn - oder Querwand ist profiliert ausgeführt. Weiterhin sind die in der Beschreibung verwendeten Bezeichnungen eingetragen.
In der Figur 3 ist eine Seiten -, Trenn - oder Querwand 6 dargestellt, die am unteren Ende 7 profiliert ausgeführt ist. Die Wandseiten 4, 5 der Seiten -, Trenn - oder Querwand 6 können beliebig ausgeformt sein, wie z.B. durch eine profilähnliche Oberflächenkontur.
Die gesamte Seiten -, Trenn - oder Querwand 6 kann insgesamt also beliebig geformt ausgeführt werden; dies umfasst, dass z.B. die Seiten -, Trenn - oder Querwand 6 selbst als Leitblech ausgeführt werden kann, vgl. 9 in Figur 4. Eine solche Seiten -, Trenn - oder Querwand 6 kann z.B. so an der Haubendecke 1 befestigt sein, siehe 11 in Figur 6, dass diese Wand durch die Strömungskraft 12 während der Arbeitsphase 14 nach oben gedrückt wird, wobei mit 10 die Arbeitsrichtung angegeben ist; im Stillstand 13 befindet sich diese Seiten -, Trenn - oder Querwand ( Leitblech ) 9 in Kontakt mit der zu reinigenden Fläche 8, siehe Figur 5. Eine solche Konstruktion hat den großen Vorteil, dass Unebenheiten der zu reinigenden Fläche diese Seiten -, Trenn - oder Querwand ebenfalls nach oben drücken. Dadurch werden mechanische Beschädigungen der Wand 9 vermieden.
Figur 4 zeigt Einbauten 9 im Arbeitsbereich 2 und / oder Arbeitsbereich 3, die jeweils für eine günstige Strömungsführung sorgen. Diese Einbauten 9 können an der Seiten -, Trenn - oder Querwand 6 und / oder der Haubendecke 1 befestigt sein; diese Befestigung kann jeweils starr, federnd oder beweglich ausgeführt sein. Bei einer beweglichen Befestigung z.B. in Punkt 11 sorgt z.B. eine nicht dargestellte Kraft wie z.B. eine Feder dafür, dass die Einbauten, vorzugsweise als Leitbleche ausgeführt, im Stillstand 13 auf die zu reinigende Fläche 8 gedrückt werden. Im Betrieb wirkt die Strömungskraft 12 der angesaugten Luft dieser Kraft entgegen und drückt die Einbauten 9 nach oben, so dass ein freier Querschnitt entsteht; die Seiten -, Trenn - oder Querwand 6 endet dicht oberhalb der zu reinigenden Fläche 8. Dabei kann über das einstellbare abgesaugte Luftvolumen die Höhe des Spaltes zwischen Seiten -, Trenn - oder Querwandende 7 und der zu reinigenden Fläche 8 selbsttätig eingestellt werden.
Gleiches gilt, wenn die Seiten -, Trenn - oder Querwand 6 selbst, wie oben beschrieben, als Leitblech 9 ausgeführt ist, vgl. Figur 5, 6. Die Leitbleche 9 selbst können profiliert ausgebildet sein. Die Seiten -, Trenn - oder Querwand 6 oder die Einbauten 9, können segmentiert ausgeführt sein.
In Figur 7 ist in Schnittdarstellung eine Haube (1) dargestellt, welche aus einer Deckwand und Seitenwänden (6) besteht. Die Seitenwände (6) dichten die Haube (1 ) gegen die Umgebung ab. An der Deckwand ist im Saugbereich ein Sauggebläse (nicht dargestellt) angebracht. Die Seitenwände (6) bestehen beispielsweise aus einem profiliertem Blech. Die unteren Enden der Seitenwände (6) sind nach der gezeigten Ausführung nach außen gebogen und bilden die Form einer Laval - Düse. Wie weiterhin angedeutet, rechte Seite, könnten die Seitenwände (6) auch aus einem massiven Teil bestehen, dessen unteres Ende die oben beschriebene Form einer Laval - Düse aufweist.
Zur besseren bzw. einfacheren Herstellung der Haube (1 ) bzw. der Seiten -, Trenn - oder Querwände (6) können diese aus einzelnen Teilen oder Segmenten bestehen. Hierdurch wird weiterhin der Reparaturaufwand verringert, wenn beispielsweise die Seiten -, Trenn - oder Querwand (6) nur in einem kleinen Bereich beschädigt ist und ausgewechselt werden muss.
Figur 8 zeigt eine Haube (1 ) in Schnittdarstellung, welche durch eine Hebevorrichtung wie z.B. doppelt wirkende Zylinder (15) angehoben bzw. abgesenkt werden kann. Die Deckwand der Haube (1) ist kegelförmig ausgebildet und leitet so die abzusaugende Verunreinigungen zur zentral angebrachten Absaugvorrichtung.
Wie nicht dargestellt, kann die zu reinigende Fläche (8) außerhalb der Haube (1 ) mit einer Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt werden. Durch die Pfeile wird die Richtung der Luftströmung angezeigt.
Eine Haube (1) in größtenteils zylindrischer Ausführung ist in Figur 9 dargestellt. Diese Haube (1 ) wird ebenfalls durch eine Hebevorrichtung wie z.B. doppelt wirkende Zylinder (15) angehoben bzw. abgesenkt. Das profilierte untere Ende der Seiten -, Trenn - oder Querwand (6) kann bei dieser Ausgestaltung der Haube (1) als einfach auswechselbares Segment ausgebildet sein. Hierzu werden die Segmente beispielsweise im Bereich lösbar mit dem zylindrischen Teil der Seiten -, Trenn - oder Querwand (6) verbunden. Bezugszeichenliste
1. Haube 2. Arbeitsbereich
3. Arbeitsbereich
4. Wandseite
5. Wandseite
6. Seiten -, Außen- oder Querwand
7. unteres Ende Seiten -, Außen- oder Querwand
8. Fläche
9. Leitbleche
10 Arbeitsrichtung
11 Drehpunkt
12 Strömungskraft
13 Stillstandsphase
14 Arbeitsphase
15 doppelt wirkende Zylinder

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Reinigen einer verschmutzten Fläche (8) unter Verwendung einer mit Deckwand und Seitenwänden gegen die Umgebung abdichtbaren Haube, wobei die Haube ggf. eine Trenn - oder Querwand (6) aufweist, und die Verunreinigungen unter bzw. innerhalb der Haube abgesaugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das abzusaugende Luftvolumen aus der Umgebung (Arbeitsbereich 2) mittels Leitvorrichtungen (9) zu einem Spalt unterhalb der Seitenwände (6) und ggf. unterhalb der Trenn - oder Querwand (6) geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenwand - Ende und ggf. das Trenn- oder Querwand - Ende als Leitvorrichtung ausgeformt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftvolumen aus der Umgebung (Arbeitsbereich 2) bei minimiertem Druckverlust im Spalt unterhalb der Seitenwand (6) in die Haube (Arbeitsbereich 3) gesaugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (Arbeitsbereich 3) durch eine Trenn - oder Querwand (6) in zwei Bereiche getrennt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zu reinigende Fläche (8) im Arbeitsbereich (2) eine Reinigungsflüssigkeit, bevorzugt unter Druck, aufgesprüht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Bereich der Haube (Arbeitsbereich 3) die Verunreinigungen der Fläche (8) abgesaugt werden und in dem anderen Bereich der Haube (Arbeitsbereich 3) eine Reinigungsflüssigkeit, bevorzugt unter Druck, aufgesprüht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckverlust der Seitenwand und ggf. der Trenn - oder Querwand nach der Formel Δpspait= 1/ 2 - ζ - p - v2 berechnet wird, wobei ζ der Druckverlustbeiwert p die Luftdichte v die Anströmgeschwindigkeit und ζ = f ( Δh / h, D, Oberflächenkontur, Rauhigkeit ) ist mit Δh als Spalthöhe, h als Haubenhöhe D als Dicke der Seiten -, Trenn - oder Querwand.
8. Verfahren nach Anspruch 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckverlustbeiwert ζ im Bereich der relativen Spalthöhe Δh / h zwischen 0,25 und 0,025 auf werte zwischen 50 und 1000 einstellbar ist.
9. Verfahren nach Anspruch 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der relativen Spalthöhe Δh / h zwischen 0,25 und 0,025 ein konstanter Volumenstrom einstellbar ist.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder unter und/oder hinter der Seitenwand und/oder ggf. der Trenn - oder Querwand durch Einbauten und/oder durch Luftzuführungen und/oder durch Luftabsaugungen eine Strömungsbeeinflussung unter dem jeweiligen Wandende vorgesehen wird.
11. Vorrichtung zum Reinigen verschmutzter Flächen (4) mittels einer mit Deck wand und Seitenwänden und ggl. mit einer Trenn - oder Querwand (6) versehenen Haube (1), wobei die Verunreinigungen unter bzw. innerhalb der Haube (1) abgesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Seitenwand und ggf. eine Trenn - oder Querwand (6) mit mindestens einer Strömungsleiteinrichtung (9) versehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (1) durch eine Trenn - oder Querwand (6) in zwei Bereiche getrennt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände und ggf. die Trenn - oder Querwand (6) als Strömungsleitblech (9) ausgebildet sind und mittels Federkraft an die Fläche (8) anlegbar sind.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bereichen unter der Haube (1) strömungsleitende Einbauten (9) angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitbleche (9) einstellbar ausgebildet sind.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenwand - Ende und ggf. das Trenn - oder Querwand - Ende als Leitvorrichtung ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckwand der Haube (1) kegelförmig ausgebildet ist.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckwand der Haube (1 ) zylinderförmig ausgebildet ist.
19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Haube (1 ) mit einer Hebe - bzw. Senkvorrichtung verbunden ist. .
20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebe - bzw. Senkvorrichtung ein doppelt wirkender Zylinder ist.
21. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 20, insbesondere Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitvorrichtung strömungstechnisch in Form einer Laval - Düse optimiert ausgebildet ist.
22. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 21 , insbesondere nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenwand-Ende als ringförmig umlaufende Leitvorrichtung ausgebildet ist.
23. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenwand-Ende und/oder das Trenn- oder Querwand-Ende o- berhalb der abzureinigenden Fläche vorzugsweise abgewinkelt und keilförmig gegen die Reinigungsfläche gerichtet ist und im Bereich eines vorgegebenen kleinsten Abstandes zur Reinigungsfläche anschließend vorzugsweise mit einer stetigen Krümmung aufgebogen ist.
24. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass vor und/oder unter und/oder hinter der Seitenwand und/oder ggf. der Trenn - oder Querwand Einbauten zur Strömungsbeeinflussung vorgesehen sind.
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