DE3130560C2 - Vorrichtung zur Reinigung von mit Erde verschmutzten Gegenständen - Google Patents
Vorrichtung zur Reinigung von mit Erde verschmutzten GegenständenInfo
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Abstract
Bei der Reinigung von mit Erde verschmutzten Gegenständen mit Luft, wie etwa bei der Feldreinigung von Rodungsfrüchten, die nach der Rodung mit Druckluftstrahlen beaufschlagt werden, die durch Zugabe von Wasser zur Luft gehärtet sind, ergibt sich dadurch eine hohe Gesamtenergie des zur Anwendung kommenden, aus Luft und Wasser bestehenden Reinigungsmediums und damit ein hoher Gesamtreinigungswirkungsgrad, daß das Wasser der Luft bereits vor ihrer Verdichtung zugegeben wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von mit Erde verschmutzten Gegenständen mittels
Druckluftstrahlen, die durch Zugabe von Wasser zur Luft gehärtet werden, mit einem mit einem Luftansaugkanal
versehenen Verdichter, durch den zumindest eine Strahldüse beaufschlagbar ist und mit einer an eine
Wasserquelle angeschlossenen Beimischleitung.
Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 29 29 376 bekannt Die bekannte Lösung zielt darauf ab,
das Wasser, das zur Härtung der Luft benötigt wird, aus der Luft ausfallen zu lassen. Die Erfahrung hat gezeigt
tiaß das so gewonnene Wasser nicht für alle Fälle ausreicht Der bekannte Vorschlag sieht zwar auch für
Fälle dieser Art eine Zugabe von Wasser vor. Diese Zugabe erfolgt hierbei jedoch in Strömungsriciitung der
Luft hinter dem Verdichter, in dem das Wasser praktisch direkt in die Strahldüse eingegeben wird.
Nachteilig hierbei ist, daß das vom Luftstrom zu
beschleunigende Objekt auftrifft Zudem wird die Beschleunigungsenergie zum Beschleunigen des Wassers
der Luft entzogen. Diese Umstände wirken sich negativ auf den Reinigungswirkungsgrad aus. Ein
weiterer ganz besonderer Nachteil der bekannten Anordnung ist jedoch darin zu sehen, daß der
Verdichter mit verhältnismäßig trockener Luft arbeitet und daher geschmiert werden muß, sofern es sich nicht
um einen sogenannten trocken laufenden Verdichter handelt Trocken laufende Verdichter in Form von
Rotationskolbenmaschinen sind jedoch nur im oberen Leistungsbereich ab 20 mVMin. erhältlich und scheiden
daher vielfach schon deswegen aus, von den hohen Gestehungskosten ganz abgesehen. Trocken laufende
Hubkolbenverdichter erweisen sich vielfach vom Gewicht und von der Baugröße her als sehr ungünstig.
Bei mit einer Schmierung versehenen Verdichtern findet als Schmiermittel in der Re^eI Öl Verwendung,
das hinter dem Verdichter wieder abgeschieden werden muß, was einen ölabscheider erforderlich macht.
Vielfach besteht dabei die Gefahr, daß sich öl und aus der Luft ausfallendes Wasser vermischen und miteinander
emulgieren, was die Abscheidung des Öls erschwert, so daß ölhaltige Luft zum Reinigungseinsatz kommt,
was nicht nur eine Belastung der Umwelt darstellt, sondern gleichzeitig zu einer Verseuchung der hiermit
gereinigten Gegenstände führen kann, was sich insbesondere bei Lebensmitteln, wie Zuckerrüben oder
dergleichen, sehr nachteilig auswirken kann.
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung gattungsgemäßer
Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß eine hohe Gesamtenergie des zur Anwendung kommenden,
aus Luft und Wasser bestehenden Reinigungsmediums und damit ein hoher Reinigungswirkungsgrad
erreicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Beimischleitung drucklos im Ansaugbereich des
Verdichters mündet, dessen Gleitflächen aus SiC bestehen und ausschließlich mit dem beigemischten
Wasser geschmiert werden.
Hierdurch wird sichergestellt, daß das Wasser zusammen mit der Luft vom Verdichter beschleunigt
wird. Der Luftstrahl wird somit nicht nur durch das zugegebene Wasser gehärtet. Vielmehr ist gleichzeitig
auch sichergestellt, daß der Luft keine Energie zur
Beschleunigung des Wassers entzogen wird. Infolge eines fehlenden Oberdrucks in der Beimischleitung ist
außerdem sichergestellt, daß die beigemischte Wassermenge verhältnismäßig klein ist, so daß in vorteilhafter
Weise nicht unnötig viel Wasser beschleunigt werden muß, was sich positiv auf den Leistungsbedarf auswirkt
und gleichzeitig einer unerwünschten Benetzung des ■Reinigungsguts entgegenwirkt Das vor der Verdichtung
eingegebene Wasser bewirkt außerdem eine Kühlung der Luft, was sich vorteilhaft auf die
erreichbare Luftmasse und damit ebenfalls vorteilhaft auf den Reinigungsgrad auswirkt. Zudem bildet das
Wasser in vorteilhafter Weise einen Schmierfilm im Verdichter, so daß einersei ts Tiockenlauf nicht erforderlich
ist und andererseits aber auch eine Ölschmierung entfallen kann. Vielmehr wird hierbei in vorteilhafter
Weise mit einem Medium geschmiert, das gleichzeitig zur Härtung der Luftstrahlen Verwendung finden kann
und das völlig unbedenklich ist Aufgrund des für die Gleitflächen verwendeten Materials kommt der Verdichter
mit einem dünnen Wasserfilm als Schmier- und Dichtfilm aus, so daß trotz der geringen Wassermenge,
die hier gleichzeitig zur Härtung der Luftstr?fMen und
zur Schmierung des Verdichters Verwendung findet, eine ausgezeichnete Abdichtung und eine hohe Lebensdauer
erreichbar sind. Gleichzeitig wirkt sich das für die Gleitflächen vorgesehene Material aufgrund seiner
guten Wärmeleitfähigkeit auch günstig auf die Kühlung der Luft aus. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen
gewährleisten somit in vorteilhafter Weise auch eine 3^
hohe Freizügigkeit hinsichtlich der Verdichtergröße.
Es sind zwar schon mit Wasser geschmierte Verdichter bekanntgeworden (DE-OS 27 20 214). Diese
bekannten Anordnungen benötigen jedoch vergleichsweise viel Wasser und arbeiten daher mit einer
Druckeinspritzung des Wassers in den Ansaugstutzen. Die hier verwendete Wassermenge wäre für die
Härtung eines Luftstrahls viel zu groß. Bei Verwendung einer derartigen Anordnung zur Härtung eines Reinigungsluftstrahls
würde daher eine verhältnismäßig große Wassemenge praktisch umsonst beschleunigt,
was sich nicht nur negativ auf den Leistungsbedarf auswirken, sondern auch zu einer unerwünschten
Benetzung der zu reinigenden Gegenstände führen würde, sofern dem Verdichter keine Wasserabscheidung
nachgeordnet würde, wodurch allerdings die mit den erfinduEgsgemäßen Maßnahmen erzielbaren Vorteile
ganz oder teilweise verloren gingen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der übergeordneten Maßnahmen kann der Verdichter als Rotationskolben- '"
maschine ausgebildet sein Hierbei handelt es sich um eine robuste, bewährte Bauart, die infoige des durch die
erfindungsgemäßen Maßnahmen gewährleisteten Wegfalls
von Trockenlauf auch mit kleiner Baugröße konzipiert werden kann, so daß sich insgesamt eine sehr
kompakte und dennoch robuste Ausführung ergibt Die Ansprüche 3 bis 5 geben zweckmäßige Ausgestaltungen
eines Verdichters hier vorliegender Art an, wie sie zwar zum Teil aus der DE-PS 4 55 543 und US-PS 23 12 655
an sich bekannt sind. Die hieraus bekannten Anordnun- M
gen haben jedoch nichts mit der Reinigung von mit Erde verschmutzten Gegenständen mittels wassergehärteter
Druckluftstrahlen zu tun und wären daher in der vorliegenden Form hierfür auch nicht verwendbar.
Zur Erzielung einer universellen Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Anordnung kann im Bereich des
Druckstutzens des Verdichters ein Wasserabscheider vorgesehen sein. Hierd"/ch ist es möglich, die
erfindungsgemäße Vorrichtung auch in solchen Fällen zu verwenden, in denen im Hinblick auf das Reinigungsgut nur eine ganz leichte oder gar keine Härtung dpr
Druckluftstrahlen erwünscht ist Dasselbe gilt für den FaJJ, daß die angesaugte Luft aufgrund der Witterung
bereits viel Wasser enthält. Die Abscheidung des überschüssigen Wassers gestattet auch in Fällen dieser
Art trotz Beimischung von Wasser einen ordnungsgemäßen Betrieb.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den restlichen
Unteransprüchen.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert In der
Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung mit einer Strahldüse,
F i g. 2 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Verdichterund
F i g. 3 einen Schnitt durch eine andere Verdichterausführung mit zwei Läufern.
Die in F i g. 1 dargestellte Reinigungsvorrichtung
besteht aus einer Strahldüse 1, die mit Druckluft beaufschlagt wird und an welcher die zu reinigenden
Gegenstände, hier gerodete Zuckerrüben 2, die durch anhaftendes Erdreich und dergleichen verschmutzt sind,
vorbeilaufen. Zur Bewerkstelligung einer allseitigen Beaufschlagung der Zuckerrüben 2 durch den aus der
Strahldüse 1 austretenden Luftstrahl werden die Rüben
2 während ihres Vorbeigangs an der Strahldüse 1 um eine in Transportrichtung verlaufende Achse gedreht
Zur Versorgung der Strahldüse 1 mit Druckluft ist ein Verdichter 3 vorgesehen, der über einen Ansaugkanal 4
Luft ansaugt und durch einen Druckstutzen 5 mit der Strahldüse 1 verbunden ist Der Antrieb des Verdichters
3 erfolgt über eine Antriebswelle 6, die ein Antriebsrad aufnehmen oder einfach mit einer Gelenkwelle oder
dergleichen gekuppelt sein kann.
Die aus der Strahldüse 1 austretende Luft wird durch Zugabe von Wasser gehärtet, was den Reinigungseffekt
erhöht Das Wasser wird der Luft vor der Verdichtung beigemischt, so daß es im Verdichter 3 zusammen mit
der angesaugten Luft beschleunigt wird. Der Wasser und Luft enthaltende, von der Strahldüse 1 abgegebene
Strahl besitzt somit eine hohe Energie, so daß auch stark anhaftende Schmutzteilchen zuverlässig abgesprengt
werden. Das der Luft beigemischte Wasser wird aus einem Vorratstank 7 entnommen und mittels einer an
den Vorratstank 7 angeschlossenen Beimischleitung 8 in den Ansaugkanal 4 eingegeben. Die Beimischleitung 8
ist drucklos. Das Wasser muß somit praktisch vom Verdichter 3 angesaugt werden, wodurch automatisch
eine sparsame Wasserzugabe erfolgt, so daß ein Wasserüberschuß nicht zu befürchten ist. Der Vorratstank
7 ist mit einem Versorgungsstutzen 9 versehen, der an eine geeignete Wasserquelle angeschlossen r-ein
kann, vorzugsweise an eine hier nicht näher dargestellte Saftpresse zum Auspressen der Rübenblätter. Der
Wasserstand im Vorratstank 7 kann durch ein Schauglas 10 überwacht werde". Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist zusätzlich eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, die beim Absinken des Wasserstands unter
einen vorgegebenen Mindeststand eine Alarmeinrichtung
11 betätigt. Durch das der Luft beigemischte Wasser wird nicht nur eine Härtung des Luftstrahls,
sondern gleichzeitig a'ich eine Schmierung des Verdichters
3 erreicht.
in der Luft erwünscht ist, ist im Druckstutzen S ein
Wasserabscheider 12 vorgesehen. Die abzuscheidende Wassermenge kann manuell mittels eines Einstellorgans
13 eingestellt werden. Das vom Wasserabscheider 12 abgeschiedene Wasser wird dem Vorratstank 7
zugeführt Da die Wasserabscheidung unter Druck erfolgt, der Vorratstank 7 jedoch drucklos sein soll, ist
eine direkte Verbindung des Wasserabscheiders 12 mit dem Vorratstank 7 nicht möglich. Dem Wasserabscheider
12 sind daher zwei Behälter 14 nachgeordnet, die alternativ durch den Wasserabscheider 12 befüllt bzw. in
den Vorratstank 7 entleert werden. Hierzu werden die Ein- bzw. Ausgänge dieser Behälter 14 durch Ventile 15
bzw. 16 kontrolliert, die gegenläufig zueinander und zum jeweils entsprechenden Ventil des benachbarten
Behälters betätigbar sind. Die Ventile 15 bzw. 16 werden durch eine Füllstandsregelung J7 angesteuert. In die
Beimischleitung 8 ist ein Absperrorgan 17 eingebaut, das über eine den Wasseranfall im Wasserabscheider 12
abtastende Regeleinrichtung 19 ansteuerbar ist, so daß die Beigabe von Wasser auf einen gewünschten
Minimalwert einregulierbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich eine den Luftdruck
abtastende Regeleinrichtung 20 vorgesehen, mit welcher ein am Eingang des-Ansaugkanals 4 angeordnetes
Absperrorgan 21 angesteuert wird. Zur Anzeige des Feuchtigkeitsgehalts und des Drucks der Luft sind
Anzeigeeinrichtungen 22 vorgesehen.
Der Verdichter 3 ist, wie die F i g. 2 und 3 erkennen lassen, als Rotationskolbenmaschine ausgebildet, die
einen in einem stationären Gehäuse 24 drehbar gelagerten Uufer 23 aufweist Der prinzipielle Aufbau
der Anordnungen gemäß F i g. 2 und 3 ist gleich, so daß für einander entsprechende Teile der Einfachheit halber
gleiche Bezugszeichen Verwendung finden. Der Läufer
23, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Flügelzellenläufer, ist in einer Büchse 24 aufgenommen und liegt
mit seinen Stirnseiten unter axialer Vorspannung an benachbarten Stirnwänden 25 des Gehäuses 22 an. Der
Läufer 23 ist hierzu in axialer Richtung bewegbar gelagert Desgleichen greift eine Stirnwand 25 axial
verschiebbar in die zugeordnete Büchse 24 ein. Die Vorspannung in axialer Richtung wird durch eine oder
mehrere Gummifedern 26 erzeugt Diese können einfach als Gummiring ausgebildet sein, mit welchem
die bewegliche Stirnwand 25 hinterlegt ist Bei dem der F i g. 2 zugrunde liegenden Ausführungsbeispiei ist die
bewegliche Stirnwand 25 durch die Gummifeder 26 durchsetzende, gleichmäßig am Umfang verteilte
Schrauben 27 am Gehäuseblock 22 festgelegt Die Schrauben 27 müssen zur Nachstellung der betreffenden
Stirnwand 25 und damit zur Nachstellung der axialen Vorspannkraft gleichmäßig angezogen werden. Bei dem
in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die bewegliche Stirnwand 25 durch einen Deckel 28
gesichert, der mit einem den Gehäuseblock 22 übergreifenden Gewindeflansch 29 versehen und
hiermit gehäuseseitig festgelegt ist Durch Drehen des Deckels 28 wird hierbei eine gleichmäßige Verstellung
der benachbarten Stirnwand 25 bewerkstelligt Der Deckel 28 ist zweckmäßig mit einem Ansatz 30 zum
Aufsetzen eines Schlüssels versehen. Die hier Verwendung findenden ringförmigen Gummifedern 26 stellen
einfache Bauteile dar, die eine gleichmäßige Kraitverteilung
ergeben und zudem sehr schwingungssicher sind. Die axiale Vorspannung ergibt in vorteilhafter Weise
eine satte Anlage der Läuferstirnseiten an den benachbarten Gehäusestirnwandungen, so daß ein
leichter Wasserfilm zur Bewerkstelligung einer zuverlässigen
Abdichtung ausreicht. Dieser Wasserfilm kann durch das in den Ansaugstutzen 4 eingegebene Wasser
ohne weiteres aufgebaut werden, auch wenn nur soviel Wasser eingegeben wird, wie zur Bewerkstelligung
ίο einer zuverlässigen Härtung des Luftstrahls benötigt wird. Um dennoch Verschleiß auszuschließen, bestehen
die Gleitflächen des Verdichters 3 aus SiC. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist dies somit in
erster Linie beim Läufer 23, der Büchse 24 und den Gehäusestirnwandungen 25 der Fall. Bei dem in Fig.3
dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Läuferwelle 6 in Gleitlagern 31 gelagert, die ebenfalls aus SiC
bestehen.
Die den Läufer 23 aufnehmende, aus SiC bestehende Büchse 24 ist von einem Kühlmantel 32 umgeben, der in
den dargestellten Ausführungsbeispiel von Kühlwasser durchströmt ist. Das für die Büchse 24 verwendete SiC
besitzt eine gute Wärmeleitfähigkeit so daß eine gute Kühlwirkung erzielt werden kann. Der Kühlmantel 32
ist, wie F i g. 1 weiter erkennen läßt, an einen Kühlkreislauf 33 angeschlossen, der über ein Kühlaggregat
34 führt Die Temperatur des Kühlwassers kann im dargestellten Ausführungsbeispiel auf einer Temperaturanzeige
35 abgelesen werden. Das Kühlwasser wird durch eine Pumpe umgewälzt. Bei dem der Fig.2
zugrunde liegenden Ausführungsbeispiel soll hierzu eine vom Verdichter 3 separate, nicht näher dargestellte
Pumpe Verwendung finden, die etwa über die Läuferwelle 6 angetrieben werden kann. Bei dem der
F i g. 3 zugrunde liegenden Ausführungsbeispiel ist zum Umwälzen des Kühlwassers ein zweiter, auf der
Läuferwelle 6 angeordneter Läufer 23a vorgesehen. Die zwischen den beiden Läufern 23 und 23a sich befindende
Stirnwand 25 ist fest mit der Büchse 24 verbunden, etwa mittels einer Klebverbindung. Die beiden äußeren
Stirnwände greifen jeweils verschiebbar in die jeweils zugeordnete Büchse ein und sind federnd abgestützt
Der Läufer 23a sowie die diesen aufnehmende Büchse 24a und die hierin eingreifende Stirnwand 25a bestehen
zweckmäßig ebenfalls aus SiC Hierdurch ist in vorteilhafter Weise sichergestellt daß an die Schmutzfreiheit
des Kühlwassers keine hohen Anforderungen gestellt werden müssen.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird, wie F i g. 1 so weiter erkennen läßt vom Druckstutzen 5 Luft zur
Betätigung eines Pneumatikzylinders 36 abgeneigt, durch den die Strahldüse 1 periodisch hin und her
bewegt werden solL Die zum Pneumatikzylinder 36 führende Zweigleitung 37 ist mit einem Steuerventil 38
versehen. Die Gleitflächen dieses Steuerventils 38 bestehen ebenfalls aus SiC so daß auf eine ölschmierung
verzichtet werden kann. Es ist daher sichergestellt,
daß die vom Pneumatikzylinder 36 in die Umgebung ausgestoßene Luft zu keiner Umweltbelastung und
eo Gesundheitsgefährdung führen kann.
Eine Reinigungsvorrichtung vorstehend geschilderter Art eignet sich besonders zum Einbau in eine fahrbare
Erntemaschine, z. B. in eine fahrbare Rübenvollerntemaschine.
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Reinigung von mit Erde verschmutzten Gegenständen mittels Druckluftstrahlen,
die durch Zugabe von Wasser zur Luft gehärtet werden, mit einem mit einem Luftansaugkanal
versehenen Verdichter durch den zumindest eine Strahldüse beaufschlagbar ist und mit einer an
eine Wasserquelle angeschlossenen Beimischleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Beimischleitung
(8) drucklos im Ansaugbereich des Verdichters (3) mündet, dessen Gleitflächen aus SiC
bestehen und ausschließlich mit dem beigemischten Wasser geschmiert werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (3) als Rotationskolbenmaschine
ausgebildet ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtergehäuse eine aus SiC
bestehende, einen aus SiC bestehenden Läufer (23) aufnehmende Buchse (24} aufweist, die durch aus SiC
bestehende Stirnwandungen (2S) abgedeckelt ist, von denen wenigstens eine in axialer Richtung
verschiebbar gelagert und mittels einer Feder (26) elastisch abgestützt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die verschiebbar gelagerte Stirnwand (25) mit mindestens einer an einem von der
Stirnwand und der Büchse unabhängigen Gehäuse- » deckel (28) abgestützten Gummifeder (26) hinterlegt
ist
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß der Läuferwelle (6) zwei
parallele, von jeweils einer auc SiC bestehenden J5
Büchse (24 bzw. 24a) umfattte, an aus SiC bestehenden Stirnwandungen (25 bzw. 25a) anliegende
Läufer (23 bzw. 23a^ vorgesehen sind, deren
gemeinsame Stirnwand (25) gehäusefest angeordnet und deren äußere Stirnwand (25 bzw. 25a) jeweils
axial verschiebbar gelagert und abgefedert ist
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß im Bereich
des Druckstutzens (5) des Verdichters (3) ein Wasserabscheider (12) angeordnet ist, dem zwei
Behälter (14) nachgeordnet sind, von denen jeweils einer an den Wasserausgang des Wasserabscheiders
(12) und der andere an den mit der Beimischleitung (8) verbundenen Vorratstank (7) anschließbar ist
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekeni;-zeichnet,
daß die dem Wasserabscheider (12) Nachgeordneten Behälter (14) mit einer Füllstandsabtastung (17) versehen sind, durch die eingangsseitig
und ausgangsseitig angeordnete Ventile (15 bzw. 16) gegenläufig zueinander und zum jeweils
entsprechenden Ventil des jeweils benachbarten iJehälters auf- und absteuerbar sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet daß das im Bereich der
Beimischleitung (8) vorgesehene Absperrorgan (18) *><>
mittels einer die im Wasserabscheider (12) anfallende Feuchtigkeitsmenge erfassenden Regeleinrichtung
(19) ansteuerbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luft- ·>5
ansaugkanal (4) mit einem auf- und absteuerbaren Verschlußorgan (21) versehen ist, das mittels einer
den Druck im Druckstutzen (5) erfassenden Regelein
richtung (20) ansteuerbar ist
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