DE4122864A1 - Verfahren zur erzeugung eines unter druck stehenden fluids - Google Patents
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Description
Verfahren zur Erzeugung eines unter Druck stehenden Fluids wie Druckluft bzw.
Druckluft-Flüssigkeits-Gemisches zum zumindest insbesondere Reinigen von Gegen
ständen, wobei zumindest ein Teil des Fluids in einem Verdichter verdichtet wird und
das verdichtete Fluid über zumindest eine Düse auf die Gegenstände abgegeben wird.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Erzeugung eines unter
Druck stehenden Fluids wie Druckluft oder Druckluft-Flüssigkeits-Gemisches zum
zumindest insbesondere Reinigen von Gegenständen, umfassend einen Verdichter, eine
Flüssigkeitsquelle, sowie zumindest eine das verdichtete Fluid abgebende Düse, die über
eine (erste) Leitung mit dem Verdichter verbunden ist.
Der DE-C 31 30 560 ist eine Vorrichtung zur Reinigung von mit Erde verschmutzten
Gegenständen zu entnehmen. Dabei wird Luft über einen Luftansaugkanal einem
Verdichter zugeführt, von dem die verdichtete Luft zu einer Düse gelangt. In den
Ansaugkanal mündet eine wasserführende Beimischleitung. Das von dem Verdichter
kommende Wasser-Luft-Gemisch ist ausschließlich zur Reinigung von Gegenständen
bestimmt, wobei die Temperatur von der Umgebung bzw. der von den Aggregaten der
Vorrichtungen abgegebenen Wärme beeinflußt wird, d. h., daß kontrollierte Temperatur
bedingungen nicht vorliegen.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß das verdichtete Fluid
gezielt nicht nur zum Reinigen von mit Erde verschmutzten Gegenständen eingesetzt
werden kann, sondern daß z. B. auch ein Schälen von Früchten oder aber das Reinigen
von z. B. Mauerwerk, Straßen oder ähnliches möglich ist.
Das Problem wird erfindungsgemäß im wesentlichen verfahrensmäßig dadurch gelöst,
daß das verdichtete Fluid wahlweise auf eine Temperatur T1 oder T2 mit T10°C und
T280°C eingestellt wird. Hierdurch besteht die Möglichkeit, daß das verdichtete Fluid
im Dampfzustand z. B. auf Kartoffeln, Zuckerrüben, Mohrrüben, Sellerie, Tomaten oder
andere Früchte appliziert wird, um sie dann durch Abschrecken der Früchte durch z. B.
Applizieren von verdichtetem Fluid normaler Temperatur ein Aufplatzen der Schale
zu bewirken, wodurch durch weitere Fluideinwirkung ein Abreinigen und somit ein
Schälen der Früchte ermöglicht wird.
Ganz allgemein ist zu sagen, daß das durch den Verdichter erwärmte Fluid genutzt
werden kann, um diesem z. B. Flüssigkeit zuzumischen, so daß ein erwärmtes Gemisch
z. B. zum Reinigen von Gegenständen z. B. auch Kisten bestimmt für landwirtschaftliche
Produkte wie Kunststoffkisten oder Flächen wie z. B. Sportbeläge unmittelbar zum
Einsatz gelangen kann.
Wird das verdichtete Fluid auf eine Temperatur unterhalb 0°C eingestellt, werden über
die Düse erstarrte Flüssigkeitspartikel abgegeben, durch die Mauerwerk, Straßen, Wege
und ähnliche von schwer entfernbaren Schmutzablagerungen befreit werden können.
Ganz allgemein kann gesagt werden, daß im Temperaturbereich zwischen 100°C und
180°C dampfförmige Fluide besonders zum Schälen von Früchten, im Temperaturbe
reich zwischen 0°C und 100°C ein übliches Reinigen von Gegenständen unter gegebe
nenfalls Zugabe von Reinigungsmitteln und im Temperaturbereich unter 0°C vorzugs
weise bis minus 5°C ein Reinigen von Schmutzablagerungen mit Hilfe von erstarrten
Flüssigkeitspartikeln erfolgen kann.
Hierbei wird grundsätzlich ein Luft-Wasser-Gemisch mit erwähntermaßen gegebenen
falls Zusätzen von Reinigungsmitteln benutzt.
Zum Erwärmen des Fluides wird bereits die bei der Erzeugung des verdichteten Fluides
von einem Verdichter freiwerdende Wärme genutzt und dem Fluid zugeführt. Ergän
zend kann die Kühlluft von den Verdichter antreibendem Motor wie Dieselmotor,
Stelzermotor oder Elektromotor zur Erwärmung der Ansaugluft bzw. der Flüssigkeit
genutzt werden.
Die Flüssigkeit muß jedoch nicht zwingender Weise in die Ansaugleitung des Ver
dichters dem Gas beigemischt werden. Vielmehr kann dies auch nach dem Verdichter
erfolgen.
Unabhängig davon befindet sich jedoch in der zwischen dem Verdichter und der Düse
verlaufenden Leitung in Abhängigkeit von dem Anwendungsfall eine Heizung, ein
Kühlaggregat und/oder ein Wasserabscheider. Auch besteht die Möglichkeit, die
Verbindungsleitung zwischen Verdichter und Düse durch eine Destillationseinrichtung
zu führen, in der z. B. Saft von Blattwerk gerodeter Feldfrüchte destilliert wird, wobei
das gewonnene Wasser zur Beimischung zu dem zu verdichtenden bzw. verdichteten Gas
benutzt wird.
Um insbesondere beim Reinigen von Wurzelfrüchten eine optimale Wirkung zu erzie
len, kann die das verdichtete Fluid abgebende Düse um eine Achse in einem Abstand zu
dieser drehbar oberhalb der Früchte angeordnet sein. Dabei sollte die Rotationsge
schwindigkeit der Düsen größer als die Transportgeschwindigkeit der unter der Düse
vorbeibewegten Früchte oder sonstigen Gegenstände sein.
Nach einem weiteren Vorschlag kann der Abstand zwischen der Düse und den mit dem
Fluid zu beaufschlagenden Gegenständen variiert werden, um eine optimale Wirkung zu
erzielen.
Auch besteht die Möglichkeit, daß die Düse quasi in einer Pendelbewegung über den zu
reinigenden Gegenständen geschwenkt wird. Hierzu kann die Düse am Ende eines
Armes angeordnet sein, der seinerseits mit z. B. einer Exzenterscheibe eines Elek
tromotors, Hydraulik- oder Druckluftmotors oder entsprechenden Antriebs verbunden
ist.
Eine Vorrichtung zur Lösung des der Erfindung zugrundeliegenden Problems zeichnet
sich dadurch aus, daß zur Einstellung der Temperatur des verdichteten Fluids die erste
Leitung mit einer Wärmequelle verbunden oder von dieser umgeben ist und daß die
Flüssigkeitsquelle mit der Leitung oder einer zum Verdichter führenden weiteren
(zweiten) Leitung verbindbar ist. Dabei kann die Wärmequelle ein Kühlaggregat oder
eine Heizung sein.
Die Düse selbst kann nach einem weiteren Vorschlag in einer Art Handpistole angeord
net sein, die ihrerseits über Leitungen mit einer Wärmequelle wie Kühlaggregat oder
Heizung verbunden ist. Hierdurch wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, mit der
z. B. problemlos Ablagerungen auf Wegen, Straßen oder an Mauerwerken entfernt
werden können. Dabei ist selbstverständlich der Pistolenkörper in einem Umfang
isoliert, daß eine Bedienung von Hand möglich ist.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus
den Ansprüchen, aus den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in
Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von den Zeichnungen
zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Erzeugung eines unter
Druck stehenden Fluids,
Fig. 2 eine Weiterbildung der Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Ausschnitt eines Kreislaufes zur Erwärmung eines verdichteten Fluids,
Fig. 4 ein Handgerät zum Reinigen insbesondere von Mauerwerk,
Fig. 5 eine Prinzipdarstellung einer Anordnung zum Reinigen von Gegenständen
und
Fig. 6 eine Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Einrichtung
zum Reinigen von insbesondere Wurzelfrüchten.
In den Figuren, in denen gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen werden,
sind Vorrichtungen bzw. Teile, die zur Erzeugung vorzugsweise eines Druckluft-Flüssig
keit-Gemischs bestimmt sind, dargestellt. Als wesentliche Elemente sind ein Antrieb wie
Dieselmotor, Elektromotor oder Freiflugkolbenmotor (10) zum Antreiben eines Ver
dichters (12), ein Flüssigkeitsreservoir wie Wasserbehälter (14) sowie eine Düse (16) zu
bezeichnen, über die verdichtetes Fluid zum Reinigen verschmutzter Gegenstände (18)
abgegeben wird.
Über eine Ansaugleitung (20) wird Luft dem Verdichter (12) zugeführt. Der Ansauglei
tung (20) kann über ein Mischventil (22) einerseits über Leitungen (24) und (26) zur
Kühlung des Antriebs (10) bzw. des Verdichters (12) benutzte Kühlluft und andererseits
über eine Leitung (28) Flüssigkeit zugeführt werden. Dabei mündet die Leitung (26) in
eine Leitung (28), die eine Verbindung zwischen dem Flüssigkeitsbehälter (14) und
einer Leitung (30) herstellt, die ihrerseits von dem Verdichter (12) zur Düse (16)
verläuft. Ferner besteht eine Druckleitung (32) zwischen der Leitung (30) und dem
Flüssigkeitsbehälter (14).
In der Leitung (30) befindet sich des weiteren ein Rückschlagventil (34), ein Sicherheits
ventil (36) und eine Wärmezuführeinrichtung in Form einer Heizung (38).
Dadurch, daß die zu verdichtende Luft bereits vorgewärmt ist, da es sich um die Kühl
luft des Antriebs (10) bzw. des Verdichters (12) handelt, wird dem Verdichter (12) in
einem Umfang vorerwärmte verdichtete Luft bzw. das verdichtete Luft-Flüssigkeits
Gemisch entnommen, so daß es bereits zum Warmreinigen von Gegenständen (18)
beliebiger Art genutzt werden kann. Will man jedoch höhere Temperaturen erreichen,
um also z. B. das von der Düse (16) abgegebene Luft-Flüssigkeits-Gemisch z. B. zum
Schälen von Früchten zu verwenden, wird die Zusatzheizung (38) zusätzlich eingeschal
tet.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 unterscheidet sich von dem der Fig. 1 im wesentli
chen dadurch, daß die Leitung (30) in Leitungen (40), (42) und (44) aufgeteilt wird, die
ihrerseits in Düsen (46), (48) und (50) münden, über die verdichtete Fluide wie vor
zugsweise Luft-Wasser-Gemisch unterschiedlicher Temperaturen auf zu reinigende
Gegenstände (52) (54), (56) appliziert wird. Dabei kann in der Leitung (40) eine
Zusatzheizung (38), in der Leitung (42) ein Kühlaggregat (58) und in der Leitung (44)
ein Wasserabscheider (60) angeordnet sein. Ferner geht von der Leitung (30) eine
weitere Leitung (62) aus, die eine Destilliereinrichtung (64) durchläuft und gegebenen
falls ein Kühlaggregat (66) umfaßt, bevor das seine gewünschte Temperatur aufweisende
verdichtete Fluid über eine Düse (68) zum Reinigen der Gegenstände (58) der Düse
(68) zugeführt wird.
Die von dem Flüssigkeitsbehälter (14) kommende und dem Gas zuzumischende Flüssig
keit mündete über eine Leitung (72) wahlweise in der Leitung (30) bzw. dem Misch
ventil (22). Damit eine drucklose Flüssigkeitsabgabe erfolgen kann, sind Zwischenbehäl
ter (74) und (76) vorgesehen, die wahlweise an die Leitung (72) angeschlossen werden.
Die Zwischenbehälter (74) und (76) sind auch an die Leitung (62) angeschlossen.
Zu der Destilliereinrichtung (64) ist anzuführen, daß dieser Flüssigkeit aus Rückgewin
nungsanlagen wie z. B. Schmutzwasserbecken oder Saft von Blattwerk von gereinigten
Wurzelfrüchten zugeführt wird, um durch Destillation gewonnenes Wasser über eine
Leitung (78) dem Flüssigkeitsbehälter (14) zuzuführen.
Sollen z. B. mit der Vorrichtung Früchte geschält werden, so sollte auf diese ein Gas-
Flüssigkeits-Gemisch einer Temperatur von 160°C oder mehr appliziert werden. Dies
kann dadurch erreicht werden, daß die Düse (46) der Leitung (40) benutzt wird, in der
die Zusatzheizung (38) angeordnet ist. Will man anschließend die Früchte schockbehan
deln, also mit einem Luft-Flüssigkeits-Gemisch mit niedriger Temperatur beaufschlagen,
so kann die Düse (48) der Leitung (42) benutzt werden, in der ein Kühlaggregat vorhan
den ist, welches mit einer Wärmerückgewinnungseinrichtung versehen sein kann.
Will man dagegen eine Druckluft, also von Flüssigkeit befreite Druckluft verwenden, so
wird die Düse (50) der Leitung (44) verwendet, in der sich ein Wasserabscheider (60)
befindet.
An Hand der Fig. 3 soll verdeutlicht werden, daß die den Fig. 1 und 2 zu entnehmenden
Elemente eine optimale Energieausnutzung ermöglichen. Die Leitung (84), in die
Leitungen (80) und (82) münden können, über die Luft bzw. Flüssigkeit zugeführt wird,
wird durch einen Wärmetauscher (86) geführt, die dann über eine Leitung (88) in einer
Düse (90) endet. Der Wärmetauscher (86) ist des weiteren in einem Ölkreislauf (92)
und (94) angeordnet, in dem sich der Verdichter (12) befindet.
Bei dem Wärmeaustauscher (86) handelt es sich vorzugsweise um einen Rohrbündelwär
mertauscher.
Um z. B. ein Luft-Flüssigkeits-Gemisch einer Temperatur, die unter dem Gefrierpunkt
von Wasser liegt, zum z. B. Reinigen von Straßen, Wegen oder Mauerwerk zu nutzen,
ist gemäß Fig. 4 eine Handpistole (96) vorgesehen, an deren Vorderseite eine Düse (98)
angeordnet ist. Die Pistole (96) ist mit einem Handgriff (100) versehen, mit dem eine
Bedienung möglich ist. Die Pistole (96), die isoliert ist, ist einerseits mit einem Kühl
aggregat (102) mit Temperaturregelung und Wärmerückgewinnung und andererseits mit
einer Leitung (104) verbunden, über die verdichtetes Luft-Flüssigkeits-Gemisch der
Handpistole (96) zugeführt wird.
Dadurch, daß das Luft-Flüssigkeits-Gemisch eine Temperatur unterhalb des Gefrier
punktes aufweist, treten aus der Düse (98) erstarrte Flüssigkeitspartikel, also Eispartikel
aus, die eine gründliche Reinigung von Gegenständen ermöglichen.
Um z. B. Wurzelfrüchte zu reinigen, sind Maßnahmen vorgesehen, die an Hand der
Fig. 5 und 6 rein prinzipiell erläutert werden sollen. Auf einem Transportband (106)
werden Früchte (108) unter einer Düse (110) geführt, über die ihrerseits Luft-Flüssig
keits-Gemisch gewünschter Temperatur abgegeben wird. Das Transportband (106) kann
dabei so ausgebildet sein, daß sich die Wurzelfrüchte (108) während des Transportes
drehen. Um die über die gesamte Breite des Transportbands (106) zu reinigen, ist die
Düse (110) pendelnd angeordnet, das heißt, daß die Düse (110) eine Hin- und Herbe
wegung über dem Transportband (106), und zwar über dessen gesamte Breite ausübt.
Diese Pendelbewegung soll durch den Doppelpfeil angedeutet werden.
Die Pendelbewegung wird dadurch ermöglicht, daß sich die Düse (110) am Ende eines
um eine Achse (114) drehenden Armes (116) befindet, der über ein Verbindungsele
ment (118) mit z. B. einer Exzenterscheibe (120) verbunden ist, die ihrerseits von einem
Elektromotor, Hydraulikmotor oder ähnlichen, in Drehbewegung versetzt wird. Die Ver
bindung zwischen dem Element (118) und dem Arm (116) erfolgt in einem Drehpunkt
(122) zwischen der Düse (110) und der Achse (114).
An Stelle einer pendelnden Bewegung kann auch eine rotierende Bewegung von einer
Düse (124) erfolgen, wie an Hand der Fig. 6 verdeutlicht werden soll. Die Düse (124)
befindet sich an einem Abschnitt (126) eines Armes (128), der um eine Achse (130)
drehbar ist. Der Abschnitt (126) ist zu der Achse (130) versetzt. Folglich wird die Düse
(124) bei Drehung des Armes (128) und damit des Abschnitts (126) auf einen Kreis
bewegt, dessen Radius gleich dem Abstand zwischen der Düse (124) und der Achse
(130) ist. Unterhalb der Düse (124) werden die zu reinigenden Früchte (108) bewegt,
die ihrerseits über zylinderförmige Elemente (130) in Drehbewegung versetzt werden
können, damit sämtliche Flächen der Früchte (108) der Düse (124) zugewandt sind.
Die Transportgeschwindigkeit der Früchte (108) ist zu der Drehgeschwindigkeit der
Düse (124) so eingestellt, daß letztere größer ist. Hierdurch ist sichergestellt, daß mit
hoher Effizienz eine Reinigung der Früchte (108) erfolgt.
Ferner besteht die Möglichkeit, den Arm (108) höhenverstellbar auszubilden, um auf
diese Weise den Abstand zwischen der Düse (124) und den Früchten (108) im ge
wünschten Umfang einstellen zu können. Um einen optimalen Abstand zu erzielen, können
nichtdargestellte Sensoren, die wiederum Signale zur Höhenverstellung des Armes (128)
an eine nicht dargestellte Steuereinrichtung weitergeben, benutzt werden.
Der von den Früchten (108) abgereinigte Schmutz kann z. B. durch Absaugen entfernt
werden, um die vorhandene Flüssigkeit im Recycling wiederverwenden zu können.
Claims (12)
1. Verfahren zur Erzeugung eines unter Druck stehenden Fluids wie Druckluft bzw.
Druckluft-Flüssigkeits-Gemisches zum zumindest insbesondere Reinigen von
Gegenständen, wobei zumindest ein Teil des Fluides in einem Verdichter ver
dichtet wird und das verdichtete Fluid über zumindest eine Düse auf die Gegen
stände abgegeben wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das verdichtete Fluid wahlweise auf eine Temperatur T1 oder T2 mit T1
0°C und T280°C eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Fluid vorerwärmt dem Verdichter zugeführt wird.
3. Verfahren nach zumindest Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das verdichtete Fluid in Form des Druckluft-Flüssigkeits-Gemisches derart
abgekühlt wird, daß die von der Düse abgegebene Flüssigkeit zumindest teilweise
erstarrt ist.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das verdichtete Fluid in Form des Druckluft-Flüssigkeits-Gemisches auf eine
Temperatur oberhalb des Siedepunkts der Flüssigkeit erwärmt wird.
5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zu reinigenden Gegenstände unterhalb der sich drehenden Düse trans
portiert werden, wobei die Drehgeschwindigkeit der Düse größer als die Tran
sportgeschwindigkeit ist.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse über den Gegenständen hin-und herbewegt wird.
7. Vorrichtung zur Erzeugung eines unter Druck stehenden Fluids wie Druckluft
oder Druckluft-Flüssigkeits-Gemisches zum zumindest insbesondere Reinigen von
Gegenständen, umfassend einen Verdichter, eine Flüssigkeitsquelle sowie zumin
dest eine das verdichtete Fluid abgeben Düse, die über eine (erste) Leitung
mit dem Verdichter verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Einstellung der Temperatur des verdichteten Fluids die Leitung (30, 40,
42, 44, 62, 84, 104) mit einer Wärmequelle (38, 58, 66, 86, 102) verbunden oder
von dieser umgeben ist, und daß die Flüssigkeitsquelle (14) mit der Leitung oder
einer zum Verdichter (12) führenden weiteren (zweiten) Leitung (26) verbind
bar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmequelle ein Kühlaggregat (58, 102) oder eine Heizung (38, 66) oder
ein Wärmetauscher (86) ist.
9. Vorrichtung nach zumindest Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Leitung (62) durch eine Destillationseinrichtung (64) führt.
10. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (124) um eine Achse (130) und im Abstand zu dieser drehbar an
geordnet ist.
11. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse (110) pendelnd über den zu reinigenden Gegenstand (108) an
geordnet ist.
12. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand zwischen der Düse (124) und dem zu reinigenden Gegenstand
(108) einstellbar ist.
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Country Status (1)
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