WO2023030966A1

WO2023030966A1 - Treibdüse und flächenreinigungskopf mit einer treibdüse

Info

Publication number: WO2023030966A1
Application number: PCT/EP2022/073471
Authority: WO
Inventors: Tobias GELTZ; Daniel MULLINS; Florian Seybold
Original assignee: Alfred Kärcher SE & Co. KG
Priority date: 2021-09-02
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2023-03-09
Also published as: CN117729979A; DE102021122710A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Treibdüse (56) für eine Strahlpumpe (44) eines Flächenreinigungskopfes (10). Die Treibdüse (56) weist einen Düsenkörper (78) auf, der eine Düsenaustrittsöffnung (92) aufweist. Um die Treibdüse derart weiterzubilden, dass sie bei geringem Verbrauch von Reinigungsflüssigkeit eine gute Absaugung ermöglicht, wird vorgeschlagen, dass der Düsenkörper (78) einen Innenraum (80) mit einem kegelförmigen Endabschnitt (90) aufweist, an dessen Spitze die Düsenaustrittsöffnung (92) angeordnet ist, wobei im Endabschnitt (90) ein Düseneinsatz (94) angeordnet ist, der eine zylinderförmige Basis (96) aufweist, an den sich ein kegelstumpfförmiger Fortsatz (98) anschließt, dessen Mantelfläche (104) an einer Innenwand (106) des Endabschnitts (90) formschlüssig anliegt, wobei der Düseneinsatz (94) einen fluchtend zur Düsenaustrittsöffnung (92) ausgerichteten Durchgangskanal (100) und mehrere in die Mantelfläche (104) des Fortsatzes (98) eingeformte Drallkanäle (108) aufweist, wobei der Durchgangskanal (100) in eine im kegelförmigen Endabschnitt (90) der Düsenaustrittsöffnung (92) unmittelbar vorgelagerte Drallkammer (110) einmündet und die Drallkanäle (108) seitlich versetzt zum Durchgangskanal (100) in die Drallkammer (110) einmünden, wobei der Strömungsquerschnitt der Düsenaustrittsöffnung (92) maximal ein Drittel der Summe der Strömungsquerschnitte des Durchgangskanals (100) und der Drallkanäle (108) beträgt. Außerdem wird ein Flächenreinigungskopf (10) mit einer solchen Treibdüse (10) vorgeschlagen.

Description

TREIBDÜSE UND FLÄCHENREINGUNGSKOPF MIT EINER TREIBDÜSE

Die Erfindung betrifft eine Treibdüse für eine Strahlpumpe eines Flächenreinigungskopfes, wobei mittels des Flächenreinigungskopfes unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit auf eine zu reinigende Fläche aufgebracht und anschließend mittels der Strahlpumpe aufgesaugt werden kann, wobei die Treibdüse einen Düsenkörper aufweist, der an eine Versorgungsleitung für unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit anschließbar ist und der eine Düsenaustrittsöffnung aufweist zur Abgabe eines Reinigungsflüssigkeitsstrahls.

Außerdem betrifft die Erfindung einen Flächenreinigungskopf zur Reinigung einer Fläche mit einer derartigen Treibdüse.

Aus der EP 2 547 463 Bl ist ein Flächenreinigungskopf bekannt, mit dessen Hilfe eine Fläche gereinigt werden kann, indem die Fläche mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt wird, die dem Flächenreinigungskopf von einem Hochdruckreinigungsgerät bereitgestellt werden kann. Der Flächenreinigungskopf weist ein Gehäuse auf, das einen Reinigungsraum umgibt, in dem mindestens eine Reinigungsdüse angeordnet ist. Mittels der mindestens einen Reinigungsdüse kann die Reinigungsflüssigkeit auf die zu reinigende Fläche gesprüht werden.

Zusätzlich zu der mindestens einen Reinigungsdüse weist der aus der EP 2 547 463 Bl bekannte Flächenreinigungskopf eine Strahlpumpe auf, die nach dem Prinzip einer Venturi-Düse arbeitet. Die Strahlpumpe umfasst eine Treibdüse, die ebenfalls mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt werden kann. Die Treibdüse ist in einem Saugstutzen angeordnet, und durch die Abgabe von unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit mittels der Treibdüse kann innerhalb des Saugstutzens eine Saugströmung erzeugt werden. Der Saugstutzen steht mit dem Reinigungsraum des Flächenreini- gungskopfes in Strömungsverbindung, so dass unter der Wirkung der Saugströmung auf die Fläche aufgebrachte Reinigungsflüssigkeit zusammen mit abgereinigtem Schmutz aufgesaugt werden kann. An das freie Ende des Saugstutzens kann eine Auslassleitung angeschlossen werden, über die die aufgesaugte Reinigungsflüssigkeit zusammen mit dem abgereinigten Schmutz abgegeben werden kann.

Um mittels der Treibdüse eine gute Absaugung erzielen zu können, ist es erforderlich, der Treibdüse unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit bereitzustellen, die von der Treibdüse in Form eines Kegelstrahls abgegeben wird. Für den Einsatz der Treibdüse bei einem Flächenreinigungskopf ist es wünschenswert, den für die Absaugung erforderlichen Verbrauch von Reinigungsflüssigkeit möglichst gering zu halten, so dass ein möglichst großer Anteil der dem Flächenreinigungskopf bereitgestellten Reinigungsflüssigkeit zum Besprühen der Fläche zur Verfügung steht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Treibdüse der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass sie bei geringerem Verbrauch von Reinigungsflüssigkeit eine gute Absaugung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Treibdüse der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Düsenkörper einen Innenraum mit einem kegelförmigen Endabschnitt aufweist, an dessen Spitze die Düsenaustrittsöffnung angeordnet ist, wobei im kegelförmigen Endabschnitt ein Düseneinsatz angeordnet ist, der eine zylinderförmige Basis aufweist, an die sich in Richtung der Düsenaustrittsöffnung ein kegelstumpfförmiger Fortsatz anschließt, dessen Mantelfläche an einer Innenwand des kegelförmigen Endabschnitts formschlüssig anliegt, wobei der Düseneinsatz einen fluchtend zur Düsenaustrittsöffnung ausgerichteten Durchgangskanal und mehrere in die Mantelfläche des Fortsatzes eingeformte Drallkanäle aufweist, wobei der Durchgangskanal in eine im kegelförmigen Endabschnitt der Düsenaustrittsöffnung unmittelbar vorgelagerte Drallkammer einmündet und die Drallkanäle seitlich versetzt zum Durchgangskanal in die Drallkammer einmünden, wobei der Strömungsquerschnitt der Düsenaustrittsöffnung maximal ein Drittel der Summe der Strömungsquerschnitte des Durchgangskanals und der Drallkanäle berträgt.

Die erfindungsgemäße Treibdüse weist einen Düsenkörper auf, dessen Innenraum einen kegelförmigen Endabschnitt aufweist. An der Spitze des kegelförmigen Endabschnitts weist der Düsenkörper eine Düsenaustrittsöffnung auf, über die unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit von der Treibdüse abgegeben werden kann. Im kegelförmigen Endabschnitt ist ein Düseneinsatz angeordnet, der eine zylinderförmige Basis und einen sich daran in Richtung auf die Düsenaustrittsöffnung anschließenden kegelstumpfförmigen Fortsatz aufweist. Eine Mantelfläche des kegelstumpfförmigen Fortsatzes liegt an einer Innenwand des kegelförmigen Endabschnitts formschlüssig an. Der Düseneinsatz weist einen fluchtend zur Düsenaustrittsöffnung ausgerichteten Durchgangskanal auf sowie mehrere Drallkanäle, die in die Mantelfläche des Fortsatzes eingeformt sind. Zwischen dem Düseneinsatz und der Düsenaustrittsöffnung bildet der kegelförmige Endabschnitt des Innenraums des Düsenkörpers eine Drallkammer aus. Der Durchgangskanal des Düseneinsatzes erstreckt sich kol- linear zu einer Mittelachse des Düseneinsatzes und mündet mittig in die Drallkammer. Die Drallkanäle münden seitlich versetzt zum Durchgangskanal in die Drallkammer. Ein Teil der Reinigungsflüssigkeit, die der Treibdüse bereitgestellt wird, gelangt über den zentralen Durchgangskanal in die Drallkammer und ein weiterer Teil der Reinigungsflüssigkeit gelangt über die Drallkanäle in die Drallkammer. Von der Drallkammer wird die Reinigungsflüssigkeit über die Düsenaustrittsöffnung in Form eines Vollkegelstrahls nach außen abgegeben.

Es hat sich gezeigt, dass eine besonders gute Absaugung mittels der Treibdüse erzielt werden kann, wenn der Strömungsquerschnitt der Düsenaustrittsöffnung maximal ein Drittel der Summe der Strömungsquerschnitte des Durchgangskanals und der Drallkanäle beträgt.

Unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit kann der Drallkammer über verhältnismäßig große Strömungsquerschnitte zugeführt werden, und von der Drallkammer kann die Reinigungsflüssigkeit über einen verhältnismäßig kleinen Strömungsquerschnitt abgegeben werden. Die Abgabe der Reinigungsflüssigkeit von der Drallkammer erfolgt über die Düsenaustrittsöffnung. Der Strömungsquerschnitt der Düsenaustrittsöffnung beträgt maximal ein Drittel der Summe der Strömungsquerschnitte des Durchgangskanals und der Drallkanäle. Es hat sich gezeigt, dass dadurch eine besonders wirksame Absaugung bei verhältnismäßig geringem Verbrauch an Reinigungsflüssigkeit erzielt werden kann.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Treibdüse beträgt der Strömungsquerschnitt der Düsenaustrittsöffnung maximal ein Fünftel der Summe der Strömungsquerschnitte des Durchgangskanals und der Drallkanäle.

Bevorzugt ist der Strömungsquerschnitt der Düsenaustrittsöffnung maximal so groß wie der Strömungsquerschnitt des Durchgangskanals und beträgt maximal die Hälfte der Summe der Strömungsquerschnitte der Drallkanäle.

Von Vorteil ist es, wenn der Strömungsquerschnitt der Düsenaustrittsöffnung kleiner ist als der Strömungsquerschnitt des Durchgangskanals und auch kleiner ist als der Strömungsquerschnitt jedes einzelnen Drallkanals.

Von Vorteil ist es, wenn die Drallkanäle geradlinig ausgestaltet sind. Dadurch können die Fertigungskosten für die Drallkanäle geringgehalten werden.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Drallkanäle über den Umfang des Fortsatzes gleichmäßig verteilt angeordnet und die Längsachsen der Drallkanäle windschief zur Längsachse des Durchgangskanals ausgerichtet sind. Durch die windschiefe Anordnung der Längsachsen der Drallkanäle bezogen auf die Längsachse des Durchgangskanals kann auf einfache Weise ein Versatz der Mündungsbereiche der Drallkanäle bezogen auf die Längsachse des fluchtend zur Düsenaustrittsöffnung ausgerichteten Durchgangskanals erreicht wer- den, so dass die Reinigungsflüssigkeit von der Treibdüse in Form eines Vollkegelstrahls abgegeben werden kann, der eine besonders wirksame Absaugung ermöglicht.

Der Düseneinsatz kann beispielsweise 2, 3, 4, 5 oder 6 Drallkanäle aufweisen.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Treibdüse beträgt deren Düsenkenngröße 0,18 l/min bis 0,35 l/min, insbesondere 0,18 l/min bis 0,28 l/min, bei einem Referenzdruck von 1 bar. Die Düsenkenngröße ist vorliegend als Durchfluss bei einem bestimmten Referenzdruck definiert, und zwar beträgt der Durchfluss der die Treibdüse durchströmenden Reinigungsflüssigkeit bei einem Referenzdruck von 1 bar bevorzugt 0,18 l/min bis 0,35 l/min, insbesondere 0,18 l/min bis 0,28 l/min.

Um zu vermeiden, dass von der Reinigungsflüssigkeit mitgeführte Schmutzpartikel die Treibdüse im Laufe der Zeit verstopfen, ist es von Vorteil, wenn die Treibdüse eine Filtereinrichtung aufweist, die stromaufwärts des Düseneinsatzes im Innenraum des Düsenkörpers angeordnet ist. Die Filtereinrichtung ist somit in die Treibdüse integriert.

Die Filtereinrichtung weist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine becherförmige, glockenförmige oder konvex gekrümmte Filterfläche auf. Dies erlaubt es, den für die Filtereinrichtung erforderlichen Bauraum zu reduzieren, ohne dass die Reinigungsflüssigkeit beim Durchströmen der Filtereinrichtung große Strömungsverluste erleidet.

Bevorzugt weist die Filtereinrichtung ein Sieb auf. Die Maschenweite des Siebs beträgt bevorzugt 0,6 mm, insbesondere maximal 0,3 mm.

Das Sieb besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere Stahl, und/oder aus einem Kunststoffmaterial. Der Durchmesser des Durchgangskanals des Düseneinlasses der Treibdüse beträgt bevorzugt etwa 0,8 mm.

Der Durchmesser der Düsenaustrittsöffnung der Treibdüse beträgt bei einer vorteilhaften Ausführungsform etwa 0,7 mm.

Der Strömungsquerschnitt der Drallkanäle beträgt bevorzugt jeweils etwa 0,6 mm² bis etwa 0,7 mm².

Wie eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung auch einen Flächenreinigungskopf zur Reinigung einer Fläche, wobei der Flächenreinigungskopf eine Treibdüse der voranstehend erläuterten Art aufweist. Der Flächenreinigungskopf umfasst ein Gehäuse, das einen von einer Umfangswand umgebenen, in einer horizontalen Gebrauchslage des Flächenreinigungskopfes nach unten offen Reinigungsraum aufweist, in dem zumindest eine mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit beaufschlag bare Reinigungsdüse gehalten ist zum Aufbringen von Reinigungsflüssigkeit auf die zu reinigende Fläche. Außerdem umfasst der Flächenreinigungskopf eine Strahlpumpe zum Absaugen von auf die Fläche aufgebrachter Reinigungsflüssigkeit, wobei die Strahlpumpe einen mit dem Reinigungsraum in Strömungsverbindung stehenden Saugstutzen aufweist, der sich an die Umfangswand anschließt und an den eine Auslassleitung anschließbar ist, wobei in dem Saugstutzen eine Treibdüse der voranstehend erläuterten Art angeordnet ist.

Dem Flächenreinigungskopf kann von einem Hochdruckreinigungsgerät unter Druck gestellte Reinigungsflüssigkeit bereitgestellt werden. Der Flächenreinigungskopf weist mindestens eine Reinigungsdüse auf, die mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar ist zum Aufbringen der Reinigungsflüssigkeit auf die zu reinigende Fläche. Die aufgebrachte Flüssigkeit kann anschließend von der Fläche abgesaugt werden. Zu diesem Zweck weist der Flächenreinigungskopf eine Strahlpumpe auf mit einem Saugstutzen, in dem eine Treibdüse der voranstehend erläuterten Art angeordnet ist. Wie bereits erwähnt ermöglicht es die Treibdüse, innerhalb des Saugstutzens eine wirksame Saugströmung zu erzeugen, wobei der dafür erforderliche Verbrauch von Reinigungsflüssigkeit geringgehalten werden kann.

Die Strahlpumpe des Flächenreinigungskopfs weist somit eine sehr gute Saugeffizienz auf, so dass ein großer Teil der dem Flächenreinigungskopf bereitgestellten Reinigungsflüssigkeit für die Beaufschlagung der zu reinigenden Fläche verwendet werden kann.

Bevorzugt weist der Flächenreinigungskopf mindestens einen Sprüharm auf, der im Reinigungsraum um eine Drehachse frei drehbar gelagert ist und an dem eine Reinigungsdüse gehalten ist. Bei der Abgabe von Reinigungsflüssigkeit erzeugt die Reinigungsdüse einen schräg nach unten in Richtung auf die zu reinigende Fläche ausgerichteten Flüssigkeitsstrahl und erfährt dabei einen Rückstoß, unter dessen Wirkung der Sprüharm um die Drehachse in Drehung versetzt wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flächenreinigungskopfs kommen zwei einander diametral gegenüberliegende Sprüharme zum Einsatz, an denen jeweils eine Reinigungsdüse angeordnet ist, wobei die Reinigungsdüsen gleichzeitig mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbar sind.

Günstig ist es, wenn der Flächenreinigungskopf eine Einlassleitung aufweist zum Zuführen von unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit, wobei sich an die Einlassleitung eine Flüssigkeitsverteilereinrichtung anschließt, die über eine erste Versorgungsleitung mit der Treibdüse und über eine zweite Versorgungsleitung mit der mindestens einen Reinigungsdüse verbunden ist, wobei ein der Flüssigkeitsverteilereinrichtung abgewandter Endbereich der ersten Versorgungsleitung in den Saugstutzen hineinragt und die Treibdüse trägt. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es, die Treibdüse innerhalb des Saugstutzens zu positionieren, ohne dass sie über Stützelemente am Saugstutzen abgestützt werden muss. Vielmehr ist die Treibdüse bei einer derartigen Ausgestaltung in Umfangsrichtung vollständig von einem Ringraum umgeben, über den auf die zu reinigende Fläche aufgebrachte Reinigungsflüssigkeit zusammen mit abgereinigtem Schmutz in den Saugstutzen einströmen kann. Die Saugströmung unterliegt folglich im Bereich der Treibdüse nur geringen Strömungsverlusten.

Von Vorteil ist es, wenn der Düsenkörper der Treibdüse an dem in den Saugstutzen hineinragenden Endbereich der ersten Versorgungsleitung lösbar und flüssigkeitsdicht gehalten ist, wobei der Düseneinsatz der Treibdüse an einer oder mehreren Stützflächen der ersten Versorgungsleitung anliegt. Bei einer derartigen Ausgestaltung liegt der Düseneinsatz mit der Basis an einer oder mehreren Stützflächen der ersten Versorgungsleitung und mit der Mantelfläche des kegelstumpfförmigen Fortsatzes an der Innenwand des kegelförmigen Endabschnitts des Innenraums des Düsenkörpers an. Dies erlaubt es, den Düseneinsatz im Innenraum des Düsenkörpers zwischen der Innenwand des Endabschnitts des Innenraums und mindestens einer Stützfläche der ersten Versorgungsleitung einzuspannen und dadurch mechanisch festzulegen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Düsenkörper mit dem in den Saugstutzen hineinragenden Endbereich der ersten Versorgungsleitung verschraubt ist. Der Düsenkörper kann bei einer derartigen Ausgestaltung auf den Endbereich der ersten Versorgungsleitung aufgeschraubt werden, wobei er den Düseneinsatz umgibt, der sich einerseits an der Innenwand des Düsenkörpers und andererseits an einer oder mehreren Stützflächen der ersten Versorgungsleitung abstützt.

Günstig ist es, wenn zwischen dem Düsenkörper und dem in den Saugstutzen hineinragenden Endbereich der ersten Versorgungsleitung ein Dichtelement angeordnet ist. Als Dichtelement kann beispielsweise ein Dichtring zum Einsatz kommen, der in einer Ringnut positioniert ist, die den Endbereich der ersten Versorgungsleitung in Umfangsrichtung umgibt.

Die erste Versorgungsleitung stellt eine Strömungsverbindung zwischen der Flüssigkeitsverteilereinrichtung und der Treibdüse her. Von Vorteil ist es, wenn die erste Versorgungsleitung mit der Flüssigkeitsverteilereinrichtung lösbar verbunden ist. Dies erlaubt eine einfache Montage der ersten Versorgungsleitung und ermöglicht es darüber hinaus, die erste Versorgungsleitung zusammen mit der daran gehaltenen Treibdüse dem Flächenreinigungskopf zu entnehmen, so dass anschließend die Treibdüse von der ersten Versorgungsleitung entfernt werden kann, beispielsweise zu Reinigungszwecken oder auch um den Düseneinsatz der Treibdüse auszuwechseln.

Die Treibdüse ist im Saugstutzen der Strahlpumpe des Flächenreinigungsgeräts angeordnet. Bevorzugt bildet der Saugstutzen einen Einlasskanal aus, an den sich ein Mischkanal anschließt, der sich in Strömungsrichtung der Reinigungsflüssigkeit konisch verjüngt.

An den Mischkanal schließt sich günstigerweise ein Fangkanal an, über den der Mischkanal mit einem Diffusor verbunden ist.

Der Fangkanal ist bevorzugt zylinderförmig ausgestaltet.

Der Durchmesser des Fangkanals beträgt vorzugsweise mindestens 20 mm, insbesondere 20 mm bis 50 mm, beispielsweise 23 mm.

Der Abstand zwischen der Treibdüse und dem Fangkanal beträgt bevorzugt maximal 40 mm.

Von Vorteil ist es, wenn sich der von der Treibdüse abgegebene Vollkegelstrahl innerhalb des Mischkanals über die gesamte Länge des Mischkanals kontinuierlich erweitert.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen: Figur 1 : eine perspektivische Darstellung eines Flächenreinigungskopfs, an den eine Auslassleitung angeschlossen ist;

Figur 2: eine Längsschnittansicht des Flächenreinigungskopfs aus Figur 1 mit angeschlossener Auslassleitung;

Figur 3: eine perspektivische Darstellung einer ersten Versorgungsleitung des Flächenreinigungskopfs, die eine Treibdüse trägt;

Figur 4: eine perspektivische Darstellung der ersten Versorgungsleitung aus Figur 3, wobei ein Düsenkörper der Treibdüse ausgeblendet ist;

Figur 5: eine vergrößerte Darstellung von Detail Z aus Figur 2;

Figur 6: eine perspektivische Darstellung eines Düseneinsatzes der Treibdüse.

In der Zeichnung sind eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Flächenreinigungskopfs und eine vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Treibdüse schematisch dargestellt. Der Flächenreinigungskopf ist in einer horizontalen Gebrauchslage dargestellt und insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegt. Wie nachfolgend näher erläutert wird, kann mit Hilfe des Flächenreinigungskopfs 10 eine zu reinigende Fläche 12 mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt werden, um die Fläche 12 zu reinigen, und anschließend kann die aufgebrachte Reinigungsflüssigkeit zusammen mit abgereinigtem Schmutz mittels einer Strahlpumpe 44 des Flächenreinigungskopfs aufgesaugt und über eine Auslassleitung 14 abgegeben werden. Die Strahlpumpe 44 weist eine vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Treibdüse auf, die insgesamt mit dem Bezugszeichen 56 belegt ist.

Der Flächenreinigungskopf 10 weist ein haubenartiges Gehäuse 16 auf, an dem drei Stützräder 18, 20, 22 drehbar gelagert sind. Mit Hilfe der Stützräder 18, 20, 22 kann das Gehäuse 16 an der zu reinigenden Fläche 12 abgestützt und entlang der Fläche 12 verfahren werden.

Das Gehäuse 16 weist eine Zwischenwand 24 auf, an die sich in Richtung auf die zu reinigende Fläche 12 nach unten eine kreiszylindrische Umfangswand 26 anschließt. Die Umfangswand 26 umgibt einen Reinigungsraum 28 und trägt an ihrem der zu reinigenden Fläche 12 zugewandten Rand ein umlaufendes Spritzschutzelement 30, das im dargestellten Ausführungsbeispiel in Form eines Borstenstreifens ausgestaltet ist.

Oberhalb der Zwischenwand 24 definiert das Gehäuse 16 einen Verteilerraum 32, der eine Flüssigkeitsverteilereinrichtung 34 aufnimmt. In den Verteilerraum 32 ragt eine Einlassleitung 36 hinein, die mit der Flüssigkeitsverteilereinrichtung 34 verbunden ist und die an ihrem der Flüssigkeitsverteilereinrichtung 34 abgewandten Ende ein Anschlusselement 38 trägt, an das beispielsweise eine an sich bekannte und deshalb in der Zeichnung zur Erzielung einer besseren Übersicht nicht dargestellte Sprühlanze eines Hochdruckreinigungsgeräts angeschlossen werden kann. Mittels des Hochdruckreinigungsgeräts kann in bekannter Weise eine Reinigungsflüssigkeit, vorzugsweise Wasser, unter Druck gesetzt werden, die dem Flächenreinigungskopf über die Sprühlanze zugeführt werden kann.

Der Druck der Reinigungsflüssigkeit kann beispielsweise 50 bar bis 180 bar, insbesondere 70 bar bis 120 bar betragen.

Die Strömungsrate der dem Flächenreinigungskopf 10 zugeführten Reinigungsflüssigkeit beträgt bevorzugt etwa 200 l/h bis ca. 700 l/h.

Die Umfangswand 26 weist eine seitliche Durchbrechung 40 auf, an die sich ein Saugstutzen 42 einer nachfolgend näher erläuterten Strahlpumpe 44 anschließt. Der Saugstutzen 42 bildet einen sich unmittelbar an die seitliche Durchbrechung 40 anschließenden Einlasskanal 46 aus, an den sich über ein Mischkanal 48, der sich in die dem Einlasskanal 46 abgewandte Richtung konisch verjüngt, ein zylindrischer Fangkanal 50 anschließt, an den sich wiederum ein Diffusor 52 anschließt. Der Fangkanal 50 ist zylinderförmig ausgestaltet und der Diffusor 52 erweitert sich konisch in die dem Fangkanal 50 abgewandte Richtung. An den Diffusor 52 ist die Auslassleitung 14 anschließbar. Bei Bedarf kann die Auslassleitung 14 vom Diffusor 52 getrennt werden.

Die über die Einlassleitung 36 dem Flächenreinigungskopf 10 zugeführte Reinigungsflüssigkeit wird von der Flüssigkeitsverteilereinrichtung 34 aufgeteilt, wobei ein erster Anteil der Reinigungsflüssigkeit über eine erste Versorgungsleitung 54 einer im Einlasskanal 46 des Saugstutzens 42 angeordneten Treibdüse 56 der Strahlpumpe 44 zugeführt wird, und wobei ein zweiter Anteil der Reinigungsflüssigkeit über eine zweite Versorgungsleitung 58 einer Reinigungsdüsenanordnung 60 zugeführt wird, die im Reinigungsraum 28 angeordnet ist.

Die Reinigungsdüsenanordnung 60 weist eine erste Reinigungsdüse 62 und eine zweite Reinigungsdüse 64 auf. Die erste Reinigungsdüse 62 ist an einem ersten Sprüharm 66 angeordnet und die zweite Reinigungsdüse 64 ist an einem zweiten Sprüharm 68 angeordnet. Die beiden Sprüharme 66, 68 liegen einander diametral gegenüber und sind an der zweiten Versorgungsleitung 58 um eine senkrecht zu der zu reinigenden Fläche 12 ausgerichtete Drehachse 70 frei drehbar gelagert. Über die erste Reinigungsdüse 62 und die zweite Reinigungsdüse 64 kann unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit auf die zu reinigende Fläche 12 gesprüht werden. Die Reinigungsdüsen 62, 64 erfahren hierbei einen Rückstoß, unter dessen Wirkung die Sprüharme 66, 68 um die Drehachse 70 in Drehung versetzt werden.

Die erste Versorgungsleitung 54 ist mittels eines Verbindungselements 72, das an dem der Flüssigkeitsverteilereinrichtung 34 zugewandten Ende der ersten Versorgungsleitung 54 angeordnet ist, mit der Flüssigkeitsverteilereinrichtung 34 lösbar verbindbar. Zusätzlich ist an die erste Versorgungsleitung 54 ungefähr mittig ein schräg nach oben weisender Haltearm 74 angeformt, mit dessen Hilfe die erste Versorgungsleitung 54 an der Zwischenwand 24 lösbar gehalten werden kann.

Die erste Versorgungsleitung 34 taucht mit einem der Flüssigkeitsverteilereinrichtung 34 abgewandten Endbereich 76 in den Saugstutzen 42 hinein. An diesem Endbereich 76 ist die Treibdüse 56 lösbar gehalten.

Die Treibdüse 56 ist als Vollkegelspritzdüse ausgestaltet. Wie insbesondere aus Figur 5 deutlich wird, weist die Treibdüse 56 einen Düsenkörper 78 auf, der nach Art einer Kappe oder Haube ausgestaltet ist und dessen Innenraum 80 den Endbereich 76 der ersten Versorgungsleitung 54 aufnimmt.

Der Düsenkörper 78 weist ein Innengewinde 82 auf, das mit einem komplementär ausgestalteten Außengewinde 84 des Endbereichs 76 lösbar verschraubt werden kann. Zur Sicherstellung einer flüssigkeitsdichten Verbindung zwischen dem Endbereich 76 und dem Düsenkörper 78 kommt ein Dichtelement in Form eines Dichtrings 86 zum Einsatz, der in einer Ringnut 88 des Endbereichs 76 angeordnet ist.

Der Innenraum 80 des Düsenkörpers 78 weist einen kegelförmigen Endabschnitt 90 auf, an dessen Spitze sich eine Düsenaustrittsöffnung 92 anschließt. Im kegelförmigen Endabschnitt 90 ist ein Düseneinsatz 94 angeordnet, der eine zylinderförmige Basis 96 aufweist, an die sich in Richtung der Düsenaustrittsöffnung 92 ein kegelstumpfförmiger Fortsatz 98 anschließt.

Der Düseneinsatz 94 wird von einem fluchtend zur Düsenaustrittsöffnung 92 ausgerichteten Durchgangskanal 100 durchgriffen. Die Düsenaustrittsöffnung 92 und der Durchgangskanal 100 sind kollinear zu einer Mittelachse 102 der Treibdüse 56 ausgerichtet. Der Strömungsquerschnitt der Düsenaustrittsöffnung 92 ist kleiner als der Strömungsquerschnitt des Durchgangskanals 100. Der kegelstumpfförmige Fortsatz 98 des Düseneinsatzes 94 weist eine Mantelfläche 104 auf, die an der Innenwand 106 des kegelförmigen Endabschnitts 90 formschlüssig anliegt. In die Mantelfläche 104 sind vier identische, jeweils geradlinige Drallkanäle 108 eingeformt, die über den Umfang des kegelstumpfförmigen Fortsatzes 98 gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Die Längsachsen 109 der Drallkanäle sind windschief zur Längsachse 101 des Durchgangskanals 100. Die Strömungsquerschnitte der Drallkanäle 108 sind größer als der Strömungsquerschnitt der Düsenaustrittsöffnung 92. Bevorzugt sind die Strömungsquerschnitte der Drallkanäle 108 auch größer als der Strömungsquerschnitt des Durchgangskanals 100.

In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform weisen die Drallkanäle 108 einen U-förmigen Querschnitt auf.

Die Düsenaustrittsöffnung 92 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf, und auch der Durchgangskanal 100 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. Der Durchmesser des Durchgangskanals 100 kann beispielsweise 0,8 mm betragen und der Durchmesser der Düsenaustrittsöffnung kann beispielsweise 0,7 mm betragen.

Zwischen dem Düseneinsatz 94 und der Düsenaustrittsöffnung 92 bildet der kegelförmige Endabschnitt 90 eine kegelförmige Drallkammer 110 aus, in die sowohl der Durchgangskanal 100 als auch die Drallkanäle 108 einmünden.

Der kollinear zur Mittelachse 102 der Treibdüse 56 ausgerichtete Durchgangskanal 100 mündet mittig in die Drallkammer 110, wohingegen die Drallkanäle 108 seitlich versetzt zum Durchgangskanal 100 in die Drallkammer 110 einmünden, dies wird insbesondere aus Figur 6 deutlich.

Der Endbereich 76 der ersten Versorgungsleitung 54 weist an seinem freien Ende drei in gleichmäßigem Winkelabstand zueinander angeordnete und dem kegelförmigen Endabschnitt 90 des Innenraums 80 zugewandte Haltefinger 112, 113, 114 auf. Zwischen den Haltefingern 112, 113, 114 ist eine Filtereinrichtung in Form eines Siebes 116 angeordnet, das dem Düseneinsatz 94 unmittelbar vorgelagert ist. Der Düseneinsatz 94 stützt sich auf seiner der Düsenaustrittsöffnung 92 abgewandten Rückseite an Stützflächen 118 der Haltefinger 112, 113, 114 ab. Der Düseneinsatz 94 ist zwischen den Stützflächen 118 und der Innenwand 106 des kegelförmigen Endabschnitts 90 eingespannt und hält das Sieb 116 zwischen den Haltefingern 112, 113, 114 in Position.

Das Sieb 116 ist vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl, und/oder aus einem Kunststoffmaterial gefertigt. Die Maschenweite des Siebes 116 beträgt maximal 0,6 mm, vorzugsweise beträgt die Maschenweite des Siebes 116 maximal 0,3 mm.

Das Sieb 116 bildet eine Filter- oder Siebfläche 120 aus, die von unter Druck gesetzter Reinigungsflüssigkeit durchströmt werden kann. Bevorzugt ist die Filterfläche 120 becherförmig oder glockenförmig ausgestaltet oder konvex gekrümmt.

Wie bereits erwähnt, kann mittels der Reinigungsdüsenanordnung 60 unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit auf die zu reinigende Fläche 12 aufgebracht werden. Die aufgebrachte Flüssigkeit kann anschließend zusammen mit abgereinigtem Schmutz mittels der Strahlpumpe 44 aufgesaugt und über die Auslassleitung 14 abgegeben werden. Zu diesem Zweck kann der Treibdüse 56 über die erste Versorgungsleitung 54 unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit zugeführt werden, wobei ein Teil der zugeführten Reinigungsflüssigkeit den Durchgangskanal 100 und der restliche Teil der zugeführten Reinigungsflüssigkeit die Drallkanäle 108 durchströmt. Auf diese Weise gelangt die Reinigungsflüssigkeit in die Drallkammer 110, von der aus die Reinigungsflüssigkeit über die Düsenaustrittsöffnung 92 in Form eines Vollkegelstrahls abgegeben wird. Der Strömungsquerschnitt der Düsenaustrittsöffnung 92 ist kleiner als der Strömungsquerschnitt des Durchgangskanals 100 und auch kleiner als der Strömungsquerschnitt der einzelnen Drallkanäle 108. Der Strömungsquerschnitt der Düsenaustrittsöffnung 92 beträgt maximal ein Drittel der Summe der Strömungsquerschnitte des Durchgangskanals 100 und der Drallkanäle 108.

Die Strömungsrate der über die erste Versorgungsleitung 54 der Treibdüse 56 zuführbaren Reinigungsflüssigkeit ist kleiner als die Strömungsrate der über die zweite Versorgungsleitung 58 der mindestens einen Reinigungsdüse 62, 64 zuführbaren Reinigungsflüssigkeit. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Strömungsrate der über die erste Versorgungsleitung 54 der Treibdüse 56 zuführbaren Reinigungsflüssigkeit maximal 50% der Strömungsrate der über die zweite Versorgungsleitung 58 den Reinigungsdüsen 62, 64 zuführbaren Reinigungsflüssigkeit.

Wie bereits erwähnt, wird unter Druck gesetzte Reinigungsflüssigkeit von der Treibdüse 56 in Form eines Vollkegelstrahls abgegeben. Die Treibdüse 56 bildet folglich eine Vollkegelspritzdüse aus. Die Düsenkenngröße der Treibdüse 56 beträgt 0,18 l/min bis 0,35 l/min, insbesondere 0,18 l/min bis 0,28 l/min, bei einem Referenzdruck von 1 bar.

Die Strahlpumpe 44 weist eine hohe Saugeffizienz auf, das heißt sie ermöglicht die Ausbildung einer starken Saugströmung bei verhältnismäßig geringem Verbrauch an unter Druck gesetzter Reinigungsflüssigkeit. Etwa ein Drittel der Reinigungsflüssigkeit, die dem Flächenreinigungskopf 10 bereitgestellt wird, wird zur Erzeugung der Saugströmung verwendet und etwa zwei Drittel der dem Flächenreinigungskopf 10 bereitgestellten Reinigungsflüssigkeit wird auf die Fläche 12 gesprüht.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E Treibdüse für eine Strahlpumpe (44) eines Flächenreinigungskopfes (10), wobei mittels des Flächenreinigungskopfes (10) unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit auf eine zu reinigende Fläche (12) aufgebracht und anschließend aufgesaugt werden kann, wobei die Treibdüse (56) einen Düsenkörper (78) aufweist, der an eine Versorgungsleitung (54) für unter Druck stehende Reinigungsflüssigkeit anschließbar ist und der eine Düsenaustrittsöffnung (92) aufweist zur Abgabe eines Reinigungsflüssigkeitsstrahls, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (78) einen Innenraum (80) mit einem kegelförmigen Endabschnitt (90) aufweist, an dessen Spitze die Düsenaustrittsöffnung (92) angeordnet ist, wobei im kegelförmigen Endabschnitt (90) ein Düseneinsatz (94) angeordnet ist, der eine zylinderförmige Basis (96) aufweist, an die sich in Richtung der Düsenaustrittsöffnung (92) ein kegelstumpfförmiger Fortsatz (98) anschließt, dessen Mantelfläche (104) an einer Innenwand (106) des kegelförmigen Endabschnitts (90) formschlüssig anliegt, wobei der Düseneinsatz (94) einen fluchtend zur Düsenaustrittsöffnung (92) ausgerichteten Durchgangskanal (100) und mehrere in die Mantelfläche (104) des Fortsatzes (98) eingeformte Drallkanäle (108) aufweist, wobei der Durchgangskanal (100) in eine im kegelförmigen Endabschnitt (90) der Düsenaustrittsöffnung (92) unmittelbar vorgelagerte Drallkammer (110) einmündet und die Drallkanäle (108) seitlich versetzt zum Durchgangskanal (100) in die Drallkammer (110) einmünden, und wobei der Strömungsquerschnitt der Düsenaustrittsöffnung (92) maximal ein Drittel der Summe der Strömungsquerschnitte des Durchgangskanals (100) und der Drallkanäle (108) beträgt. Treibdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt der Düsenaustrittsöffnung (92) maximal so groß ist wie der Strömungsquerschnitt des Durchgangskanals (100) und maximal die Hälfte der Summe der Strömungsquerschnitte der Drallkanäle (108) beträgt. Treibdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt der Düsenaustrittsöffnung (92) kleiner ist als der Strömungsquerschnitt des Durchgangskanals (100) und kleiner als der Strömungsquerschnitt jedes einzelnen Drallkanals (108). Treibdüse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallkanäle (108) geradlinig ausgestaltet sind. Treibdüse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drallkanäle (108) über den Umfang des Fortsatzes (98) gleichmäßig verteilt angeordnet und die Längsachsen (109) der Drallkanäle (108) windschief zur Längsachse (101) des Durchgangskanals (100) sind. Treibdüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenkenngröße der Treibdüse 0,18 l/min bis 0,35 l/min bei einem Referenzd ruck von 1 bar beträgt. Treibdüse nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Treibdüse (56) eine Filtereinrichtung aufweist, die stromaufwärts des Düseneinsatzes (94) im Innenraum (90) des Düsenkörpers (78) angeordnet ist. Treibdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung eine becherförmige, glockenförmige oder konvex gekrümmte Filterfläche (120) aufweist. Treibdüse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung ein Sieb (116) aufweist. - 19 - Flächenreinigungskopf zum Reinigen einer Fläche (12) umfassend ein Gehäuse (16), das einen von einer Umfangswand (26) umgebenen, in einer horizontalen Gebrauchslage des Flächenreinigungskopfes (10) nach unten offenen Reinigungsraum (28) aufweist, in dem zumindest eine mit unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit beaufschlagbare Reinigungsdüse (62, 64) gehalten ist zum Aufbringen von Reinigungsflüssigkeit auf die zu reinigende Fläche (12), und weiter umfassend eine Strahlpumpe (44) zum Absaugen von auf die Fläche (12) aufgebrachter Reinigungsflüssigkeit, wobei die Strahlpumpe (44) einen mit dem Reinigungsraum (28) in Strömungsverbindung stehenden Saugstutzen (42) aufweist, der sich an die Umfangswand (26) anschließt und an den eine Auslassleitung (14) anschließbar ist, wobei in dem Saugstutzen (42) eine Treibdüse (46) nach einem der voranstehenden Ansprüche angeordnet ist. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächenreinigungskopf (10) eine Einlassleitung (36) aufweist zum Zuführen von unter Druck stehender Reinigungsflüssigkeit, wobei sich an die Einlassleitung (36) eine Flüssigkeitsverteilereinrichtung (34) anschließt, die über eine erste Versorgungsleitung (54) mit der Treibdüse (56) und über eine zweite Versorgungsleitung (58) mit der mindestens einen Reinigungsdüse (62, 64) verbunden ist, wobei ein der Flüssigkeitsverteilereinrichtung (34) abgewandter Endbereich (76) der ersten Versorgungsleitung (54) in den Saugstutzen (42) hineinragt und die Treibdüse (56) trägt. Flächenreinigungskopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (78) der Treibdüse (56) an dem Endbereich (76) der ersten Versorgungsleitung (44) lösbar und flüssigkeitsdicht gehalten ist, wobei der Düseneinsatz (94) der Treibdüse (56) an einer oder mehreren Stützflächen (118) der ersten Versorgungsleitung (54) anliegt. - 20 - Flächenreinigungskopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (78) mit dem Endbereich (76) der ersten Versorgungsleitung (54) verschraubt ist.