-
Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 und einer entsprechenden Absaugeinrichtung nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 4. Derartige Verfahren und Absaugeinrichtungen
werden überall
dort eingesetzt, wo in Bearbeitungsprozessen schadstoffbelastete Luft
entsteht. Solche Bearbeitungsprozesse finden beispielsweise in Fertigungsbetrieben
beim Schweißen
oder in der Farbgebung, in chemischen Laboratorien oder in Abfallaufbereitungsbetrieben
statt.
-
So
ist in der
EP 0 443
315 A1 eine Abfallaufbereitungsanlage beschrieben, die
aus einer Zerkleinerungsvorrichtung, aus einer Siebvorrichtung und aus
einem Fördersystem
besteht. Im Bereich des Fürdersystems
ist eine Personenkabine aufgestellt, in der Personen vorbehandelten
Abfall sortieren. Zum Schulz der Personen vor den sich ausweitenden schädigenden
Lüften
ist die Personenkabine mit einer Absaugeinrichtung ausgestattet.
Diese Absaugeinrichtung besteht aus einem Frischluftgebläse und einem
Abluftgeqbläse,
die über
eine Ringleitung miteinander verbunden sind. Die Ringleitung führt durch die
Personenkabine und besitzt im Bereich der Arbeitsfläche Luftaustriusöffnungen
und Lufteintriusöffnungen,
die den eingeleiteten Luftstrom aufteilen und wieder zusammenführen. Dabei
bilden beide Teilströme
jeweils einen vertikalen und geschlossenen Luftvorhang, die den
Arbeitsbereich allseitig eingrenzen und gegenüber dem Umfeld abschirmen.
Die Saugleistung ist stärker
als die Druckleistung ausgelegt und so werden die schädigenden
Lüfte hinter
dem Luftvorhang mitgerissen und abtransportiert. Die Absaugeinrichtung
besitzt weiterhin ein Wegevenlil zum Wechseln der Strömungsrichtung.
-
Diese
Absaugeinrichtung hat Nachteile. So ist der gerätetechnische Aufwand der Absaugeinrichtung
sehr hoch, weil sowohl ein Frischluflgebläse als auch ein Abluftgebläse und dazu
noch ein Wegeventil erforderlich sind. Das verteuert die Absaugeinrichtung
in unvertretbarer Weise. Außerdem
ist die Ringleitung mit den Luftein- und Luftaustriltsöffnungen
in den Arbeitstisch integriert, wodurch die Absaugeinrichtung für eine Nachrüstung bestehender
Arbeitstische ungeeignet ist. Das schränkt den Einsatzbereich stark
ein. Der Einsatzbereich wird auch dadurch eingeschränkt, dass
der Luftvorhang vertikal aufgebaut wird und der Arbeitstisch von
oben durch die Leitungen mit den oberen Luftaustrittsöffnungen
verbaut ist. Dadurch ist eine Beschickung des Arbeitsbereiches von
oben nicht möglich.
-
In
der Fig. 7 der
DE
199 50 032 A1 wird eine ähnliche Absaugeinrichtung vorgestellt.
Diese Absaugeinrichtung ist auf einen Heizkessel mit einer offenen
und vertikal ausgerichteten Beschickungsklappe zugeschnitten. Im
oberen Bereich der offenen Beschickungsklappe sind mehrere Luftöffnungen
angeordnet, aus denen ein Luftstrom austritt und im unteren Bereich
der offenen Beschickungsklappe sind ebenfalls mehrere Luftöffnungen
vorgesehen, in die der Luftstrom wieder eintritt. Der Luftstrom
ist also vertikal ausgerichtet und dabei so ausgebildet, dass er
einen Luftschleier vor der Bearbeitungsklappe ausbildet, der das
Austreten von schädigenden
Lüften
und Staubpartikel verhindert.
-
Wie
die Fig. 1 der betreffenden
DE 149 50 032 A1 weiter zeigt, besitzt die
Absaugeinrichtung eine Saugdruckpumpe, die druckseitig mit den obenliegenden
Luftöffnungen
und saugseitig mit den unteren Luftöffnungen verbunden ist. Dadurch
bildet sich ein geschlossener Luftkreislauf der lediglich durch
einen zwischen der Saugdruckpumpe und den obenliegenden Luftaustrittsöffnungen
angeordneten und in die Atmosphäre
führenden
Leitungsabzweig unterbrochen wird. Weiterhin besitzt die Absaugeinrichtung
auf der Druckseite der Saugdruckpumpe und im Bereich der oberen
Luftaustrittsöffnungen
jeweils einen Filter, um die umlaufende Luft von Schadstoffparlikeln
zu befreien.
-
Sowohl
die
EP 0 443 315 A1 als
auch die
DE 199 50
032 A1 arbeiten nach dem gleichen Prinzip, wonach ein Luftstrom
einerseits einer Arbeitsplattform unter einem geringeren Druck ausströmt und andererseits
der Arbeitsplattform durch einen größeren Unterdruck wieder aufgefangen
wird. Dieser freie Luftstrom ist über die Breite der Arbeitsplattform
aufgeteilt, sodass sich ein Luftschleier bildet, der die Arbeitsplattform
gegenüber
seinem Umfeld abschirmt. Auf Grund der höheren Saugleistung werden neben dem
austretenden Druckstrom auch zusätzliche
Luftmengen und damit die schädigenden
Lüfte hinter dem
Luftshleier mitgerissen.
-
Dieses
Prinzip hat aber den wesentlichen Nachteil, dass der Luftschleier
nur eine sehr geringe Wirkung zur Abschirmung der schadstoffhaltigen Luftmengen
aufbringt. Das ist darauf zurückzuführen, dass
der Luftschleier die eingeschlossenen schadstoffhaltigen Luftmengen
in ihrer Richtung nur tangiert und damit nur geringe, gegen die
eingeschlossenen schadstoffhaltigen Luftmengen wirkende Kraftkomponenten
aufbringen kann. Die geringe Abschirmung ist aber auch darauf zurückzuführen, dass der
austretende Druckluftstrom durch den nachlassenden Strömungsdruck
innerhalb des Druckluftstromes zu streuen beginnt und daher die
Kraftkomponenten zum Widerstand gegen die schädigende Luftmenge mit Zunahme
des Strömungsquerschnittes immer
geringer werden. Es bildet sich also ein Luftschleier aus, der von
seinem Austritt bis zu seinem Eintritt unterschiedliche Querschnitte
besitzt und der damit über
seine Länge
unterschiedliche Kraftkomponenten aufbringt. Dadurch ist der Luftschleier
insbesondere den Bereich, wo der Druckstrom in einen Saugstrom übergeht,
undicht und das umso mehr, je größer die
Arbeitsplattform und damit der Abstand zwischen den Austrittsöffnungen
und den Eintrittsöffnungen
ist. Um diese schwache Abschirmung der eingeschlossenen schadstoffhaltigen
Luftmengen zu verbessern, müssen
größere Strömungsdrücke aufgebracht
werden. Das erfordert aber auch einen noch größeren Saugdruck der Saugströme, um auch
eine zusätzliche
Saugwirkung auf die schadstoffhaltigen Luftmengen auszu üben. Diese
hohen erforderlichen Leistungen halten den energetischen Wirkungsgrad der
Absaugeinrichtung äußerst gering.
-
Ein
weiterer wesentlicher Nachteil dieses Prinzips besteht darin, dass
der Saugstrom nicht ausreichend leistungsfähig ist, weil er nicht nur
die Luftmengen aus dem Schadstoffbereich hinter dem Luftschleier,
sondern auch Luftmengen aus dem sauberen Atmosphärenbereich vor dem Luftschleier
aufnimmt. Dadurch wird nur ein Teil der Saugleistung für die Absaugung
von schädigenden
Stoffen aus dem Bereich hinter dem Luftschleier verwendet.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Verfahren
und eine entsprechende Absaugeinrichtung zu entwickeln, bei dem über die
gesamte Breite des Luftschleiers ein gleichmäßig wirkender Luftschleier
aufgebaut und die Saugleistung auf die schädigenden Stoffe konzentriert
wird.
-
Diese
Aufgabe wird verfahrensseitig durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruches 1 und vorrichtungsseitig durch die kennzeichnenden Merkmale
des Anspruchs 4 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungsmöglichkeiten
ergeben sich aus den Unteransprüchen
2 und 3 sowie 5 bis 9.
-
Das
neue Verfahren und die neue Absaugeinrichtung beseitigen die genannten
Nachteile des Standes der Technik.
-
Dabei
liegt der besondere Vorteil der neuen Lösungen darin, das mit einem
relativ hohen energetischen Wirkungsgrad eine sichere und über die
Arbeitsfläche
gleichmäßige Abschirmung
des schadstoffbelasteten Innenraumes einer Arbeitsplattform gegenüber dem
Arbeitsumfeld erreicht wird.
-
Das
ist darauf zurückzuführen, dass
der austretende Druckluftstrahl in dem Bereich, wo er noch stark
gebündelt
ist, ausreichende Kraftkomponenten zur Abwehr der aufsteigenden
Luftströme
aufbringt und in dem Bereich, wo er schwächer wird und zu streuen beginnt,
in seiner Strömungsrichtung
entgegen den aufsteigenden Luftströmen abgelenkt wird. Dadurch
vergrößern sich
in diesem Bereich die den aufsteigenden Luftströ mungen entgegenwirkenden Kraftkomponente
der abschirmenden Druckluftströme.
Die Abschirmung ist daher über
die gesamte Arbeitsfläche
gleichbleibend hoch.
-
Zum
Aufbau des Luftschleiers gibt es mehrere Möglichkeiten. So können die
Luftaustrittsöffnungen
aus einer Bohrung, oder aus einer Reihe von mehreren gleichmäßig verteilen
Bohrungen oder aus einem oder mehreren Schlitzen bestehen. Die Luftaustrittsöffnungen
können
in eine gleiche Richtung zeigen oder sie können entgegengerichtet sein, sodass
sich die Druckluftströme
begegnen.
-
Zur
Umlenkung des allein aus den Druckluftströmen entstandenen Luftschleiers
können
ein oder mehrere Lufteintrittsöffnungen
verwendet werden, die an einer beliebigen Stelle innerhalb des schadstoffbelasteten
Innenraums der Absaugvorrichtung angeordnet sind und die auf den
größten Streubereich
der Druckluftströme
ausgerichtet sind.
-
Die
Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert werden.
Dazu zeigen:
-
1: eine Holzzerkleinerungseinrichtung mit
einer erfindungsgemäßen Absaugeinrichtung
in der Draufsicht,
-
2: eine Holzzerkleinerungseinrichtung nach
der 1 in einer Seitenansicht,
-
3: ein Schaltplan eines
Luftkreislaufes der Absaugeinrichtung,
-
4: eine schematische Darstellung
der Wirkung einer doppelten Absaugeinrichtung und
-
5: eine schematische Darstellung
der Wirkung einer einfachen Absaugeinrichtung.
-
Die 1 und 2 zeigen mit einer Holzzerkleinerungseinrichtung
einen bevorzugten Einsatzfall für die
erfindungsgemäße Absaugeinrichtung.
Diese Holzzerkleinerungseinrichtung ist allgemein bekannt und soll
hier nur kurz vorgestellt werden. Im Wesentlichen besteht die Holzzerkleinerungseinrichtung
aus einem Walzenwerk 1 mit zwei mit einander kommunizierenden
Zerkleinerungswalzen. In Durchlaufrichtung vor dem Walzenwerk 1 ist
ein Einzugstrichter 2 für
das zu zerkleinernde Material vorgeschaltet und hinter dem Walzenwerk 1 befindet
sich eine Abtransporteinrichtung 3 für das zerkleinerte Material.
Der Einzugstrichter 2 ist auf das Walzenwerk 1 aufgesetzt und
in seinem horizontalen Querschnitt rechteckig ausgebildet. Dabei
erstreckt sich der Einzugstrichter 2 in Längsrichtung
der Holzzerkleinerungseinrichtung über den Wirkungsbereich des
Walzenwerkes 1 hinaus, sodass sich ein vorgelagerter Sammelraum 4 und
ein nachgelagerter Einzugsraum 5 für das abgelegte und zu zerkleinernde
Material ausbilden. Der Boden des Sammelraumes 4 hat gegenüber der
zum Walzenwerk 1 führenden
Bodenöffnung
des Einzugsraumes 5 ein Gefälle, sodass das zu zerkleinernde Material
in Richtung des Walzenwerkes 1 zu rutschen vermag.
-
Auf
den Einzugstrichter 2 ist erfindungsgemäß ein Absaugrahmen 6 aufgesetzt,
der in seinen Abmessungen auf die Abmessungen des Einzugstrichters 2 abgestimmt
ist und der aus zwei gegenüberliegenden,
langen Seitenflächen 7 und 8 und aus
einer kurzen Seitenfläche 9 besteht.
Dabei befindet sich die kurze Seitenfläche 9 auf der Seite
des Einzugsraumes 5. Die gegenüberliegende kurze Seitenfläche im Bereich
des Sammelraumes 4 ist für eine problemlose Beschickung
des Einzugstrichters 2 offen ausgeführt. Wie insbesondere die 2 zeigt, sind die beiden
gegenüberliegenden
langen Seitenflächen 7 und 8 mit
einer oberen Reihe von Luftaustrittsöffnungen 10 und einer
unteren Reihe von Lufteintrittsöffnungen 11 ausgestattet.
Die oberen Lufteintrittsöffnungen 10 und
die unteren Lufteintrittsöffnungen 11 sind über die
gesamte Länge
der Seitenflächen 7, 8 gleichmäßig verteilt
angeordnet, sodass sie den Sammelraum 4 und den Einzugsraum 5 des
Einzugstrichters 2 erfassen. Dabei befinden sich die oberen
Luftaustrittsöffnungen 10 und
die unteren Lufteintrittsöffnungen 11 der
einen langen Seitenfläche 7, 8 in
gleicher Höhe
wie die entsprechenden oberen Luftaustrittsöffnungen 10 und die
unteren Lufteintrittsöffnungen 11 der
anderen langen Seitenfläche 7, 8.
-
In
der 3 ist der Absaugrahmen 6 mit
den beiden Reihen von Luftaustrittsöffnungen 10 und Lufteintrittsöffnungen 11 zur
besseren bildhaften Darstellung in einer auseinandergezogenen Form
dargestellt. Danach zeigt der rechte Teil des Absaugrahmens 6 die durch
gerade Pfeile angedeuteten oberen Druckluftströme, die den Luftaustrittsöffnungen 10 zugeordnet
sind, und der linke Absaugrahmen 6 durch gewellte Pfeile
hervorgehobenen Saugluftströme,
die zu den unteren Lufteintrittsöffnungen 11 gehören. Dabei
sind die unteren Lufteintrittsöffnungen 11 der
beiden langen Seitenflächen 7 und 8 über eine Luftleitung 12 und
die oberen Lufteintrittsöffnungen 10 der
beiden langen Seitenflächen 7 und 8 über eine Luftleitung 13 miteinander
verbunden. Die Luftleitung 12 mündet in eine Saugleitung 14,
die über
einen Antriebs- und Ventilblock 15, eine Druckleitung 16 und der
Luftleitung 13 zu der Reihe der oberen Luftaustrittsöffnungen 10 führt. Innerhalb
des Antriebs- und Ventilblocks 15 ist in Strömungsrichtung
und in Reihe eine Entspannungskammer 17 mit einer Füllstandsanzeige,
eine Grobfilterkammer 18 mit einer Rütteleinrichtung für Metallanteile,
eine Feinfilterkammer 19 mit einer Rollbandfiltereinrichtung
und ein Luftgebläse 20 geschaltet.
Hinter dem Luftgebläse 20 ist eine
Verteilerkammer 21 angeordnet, aus der eine in die Atmosphäre führende Ablassleitung 22 abzweigt. In
der Ablassleitung 22 befinden sich ein Schwebstofffilter 23,
der mit einem Drosselklappenventil 24 kombiniert ist, und
ein Ablassgitter 25. In der Druckleitung 16 hinter
der Verteilerkammer 21 ist ein weiteres Drosselklappenventil 26 angeordnet,
das im Zusammenspiel mit dem Drosselklappenventil 24 in
der Zweigleitung 22 eine gewünschte Aufteilung des vom Luftgebläse 20 gelieferten
Luftstromes ermöglicht.
-
Gemäß der 4 münden alle oberen Luftaustrittsöffnungen 10 der
einen langen Seitenfläche 7 in
ein Drosselventil 27 und alle oberen Luftaustrittsöffnungen 10 der
anderen langen Seitenfläche 8 in
ein Drosselventil 28. Beide Drosselventile 27, 28 sind
vorzugsweise als Drosselklappenventile ausgeführt und über eine nicht dargestellte
Steuer- und Regeltechnik
in ihren Öffnungsquerschnitten
synchron regelbar. Alle unteren Lufteintrittsöffnungen 11 der einen
langen Seitenfläche 7 münden in
ein Drosselventil 29 und alle unteren Lufteintrittsöffnungen
der anderen langen Seitenfläche 8 münden in
ein Drosselventil 30. Auch diese beiden Drosselventile 29, 30 der unteren
Lufteintrittsöffnungen 11 sind
in ihren Öffnungsquerschnitten
synchron regelbar.
-
Der
Höhenabstand
der Drosselventile 24, 30 der unteren Lufteintrittsöffnungen 11 von
den Drosselventilen 27, 28 der oberen Luftaustrittsöffnungen 10 ist
vorbestimmt und richtet sich nach dem Abstand der beiden langen
Seitenflächen 7 und 8 des
Abzugsrahmens 6 und nach dem Verhältnis zwischen den Stromstärken des
austretenden Druckluftstromes und des eintretenden Saugluftstromes.
-
Die 5 zeigt einen Absaugrahmen 6 mit einer
geringeren Breite, der so schmal ist, dass lediglich ein Drosselventil 27 für die oberen
Luftaustrittsöffnungen 10 auf
der einen langen Seitenfläche 7 und lediglich
ein Drosselventil 24 für
die unteren Lufteintrittsöffnungen 11 auf
derselben langen Seitenfläche 7 vorgesehen
sind. Die gegenüberliegende
lange Seitenfläche 8 des
Absaugrahmens 6 bildet dann eine Prallfläche für den aus
dem Drosselventil 27 austretenden Luftstrom.
-
Das
zu zerkleinernde Altholz wird in den Einzugstrichter 2 gegeben
und rutscht durch die eigene Schwerkraft und unterstützt von
den Einzugskräften in
das Walzenwerk 1, wo es zerkleinert wird. Während der
Zerkleinerung werden Schadstoffgase bzw. Schadstoffpartikel freigesetzt,
die sich mit der umgebenden Luftmenge vermischen und nach oben aufsteigen.
So gelangen sie in den Bereich des Absaugrahmens 6, wo
sie von dem Luftschleier erfasst und zurückgehalten werden. Dieser Luftschleier
wird in besonderer Weise allein durch den austretenden Druckluftstrom
der Drossel 27 und den austretenden Druckluftstrom der
gegenüberliegenden
Drossel 28 gebildet. Dabei sind beide Druckluftströme gegeneinander
gerichtet, so dass sie sich bei gleicher Stromstärke in der Mitte des Absaugrahmens 6 treffen. Gleichzeitig
wirken die beiden entgegengerichteten Saugluftströme der beidseitigen
Drosseln 24 und 30. Bei gleicher Stromstärke der
beiden Saugluftströme bildet
sich ein Vakuum in der Mitte des Absaugrahmens 6, also
in dem Bereich, wo auch die beiden Druckluftströme aufeinander treffen. Auf
Grund der Lage der beidseitigen Lufteintrittsöffnungen 11 unterhalb
der beiden Druckluftströme
und auf Grund einer ausreichenden Saugleistung des Saugluftstromes
erfasst dieses Vakuum nicht nur die durch den Luftschleier eingeschlossenen
schadstoffhaltigen Luftmengen, sondern auch die Luftmengen der aufeinandertreffenden
Druckluftströme des
Luftschleiers. Dadurch werden diese Druckluftströme aus ihrer eigentlichen geraden
Richtung in Richtung des Einzugstrichters 2 abgelenkt.
Dabei werden naturgemäß die inneren
Schichten der Druckluftströme
mehr abgelenkt, als die äußeren Schichten,
so wie es die geraden Pfeile der 3 und 4 andeuten. Durch diese Richtungsänderung
stehen sich jetzt die aufstrebende Luftmenge im Inneren des Einzugstrichters 2 und die
herabgezogenen Druckluftströme
frontal gegenüber,
womit die herabgezogenen Druckströme stärkere Kraftkomponenten gegen
die aufstrebenden Luftströme
aufbringen können.
Die schadstoffhaltigen Luftmengen werden dadurch niedergehalten
und zusammen mit den Luftmengen der Druckströme abgesaugt, so wie es die
gewellten Pfeile der 3 und 4 andeuten und in der Folge
zum Luftgebläse 20 transportiert.
Auf dem Wege dorthin passieren diese belasteten Luftmengen die Entspannungskammer 17, in
der die Strömungsgeschwindigkeit
stark abgesenkt wird, wodurch schwere und grobe Schadstoffpartikel
ausfallen. Danach wird der Saugstrom durch eine Grob- und Feinfilterung
von weiteren Schadstoffanteilen befreit. Hinter dem Luftgebläse 20 wird dann
der jetzt unter Druck stehende Luftstrom in einen Ablassstrom und
in einen weiteren Nutzstrom aufgeteilt. Dabei wird der Ablassstrom
durch einen Schwebstofffilter weiterbehandelt. Der Nutzstrom gelangt
als Druckstrom über
die Druckleitung 16 und der Luftleitung 13 zu
den Luftaustrittsöffnungen 10 der
Drosseln 27 und 28, wo er austritt und den bereits beschriebenen
Luftschleier aufbaut.
-
- 1
- Walzenwerk
- 2
- Einzugstrichter
- 3
- Abtransporteinrichtung
- 4
- Sammelraum
- 5
- Einzugsraum
- 6
- Absaugrahmen
- 7
- lange
Seitenfläche
- 8
- lange
Seitenfläche
- 9
- kurze
Seitenfläche
- 10
- obere
Reihe von Luftaustrittsöffnungen
- 11
- untere
Reihe von Lufteintrittsöffnungen
- 12
- Luftleitung
der unteren Lufteintrittsöffnungen
- 13
- Luftleitung
der oberen Luftaustrittsöffnungen
- 14
- Saugleitung
- 15
- Antriebs-
und Ventilblock
- 16
- Druckleitung
- 17
- Entspannungskammer
- 18
- Grobfilterkammer
- 14
- Feinfilterkammer
- 20
- Luftgebläse
- 21
- Verteilerkammer
- 22
- Ablassleitung
- 23
- Schwebstofffilter
- 24
- Drosselklappenventil
- 25
- Ablassgitter
- 26
- Drosselklappenventil
- 27
- Drosselventil
der oberen Luftaustrittsöffnungen
- 28
- Drosselventil
der oberen Luftaustrittsöffnungen
- 24
- Drosselventil
der unteren Lufteintrittsöffnungen
- 30
- Drosselventil
der unteren Lufteintrittsöffnungen