DE4440483A1 - Surface cleaning equipment using high pressure water - Google Patents

Abstract

The head (8) with multiple nozzles (2) rotates on an axis passing through it. It can be slid in relation to the work (1), and is adjustable for angle in relation to it, so as to give a water jet variable from the perpendicular position to one at 45 deg. to the latter. The work and head are accommodated in a container (6) closed on all sides, and which has a drain (4) at the bottom containing a filter (7). The drain can lead to the pumping set (3) supplying the water, and the head can be arranged to slide at a constant distance from the work surface. It can work in a Cartesian coordinate system.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Rei­ nigen und/oder Abtragen der Oberfläche eines Werk­ stücks mit einem Aggregat zur Erzeugung hochdruck­ beaufschlagten Wassers und einer mit dem Aggregat verbundenen, auf das Werkstück gerichteten Düse.The invention relates to a plant for Rei nigen and / or removing the surface of a work pieces with a unit for generating high pressure pressurized water and one with the unit connected nozzle directed towards the workpiece.

Das Hochdruckreinigen, d. h. das Beaufschlagen der Oberfläche eines Werkstücks mit unter hohem Druck stehenden Wasser ist ein bekanntes, häufig einge­ setztes Verfahren, um festhaftende Verunreinigungen oder andere, unerwünschte Oberflächenschichten zu entfernen. Gewöhnlich wird das einem Versorgungs­ netz entnommene Wasser durch einen Kompressor auf den erforderlichen Druck vorgespannt und durch eine Düse auf das Werkstück gerichtet, so daß aufgrund der hohen Geschwindigkeit der Wasserpartikel auch fest anhaftende Schichten gelöst und abgetragen werden. Die bekannten Hochdruckreiniger werden in erster Linie als Mobilgeräte zum Reinigen der Au­ ßenfläche von Gebäuden oder industrieller Anlagen­ teile verwendet. Als nachteilig ist anzusehen, daß bei flächigen Werkstücken durch das punktuelle Auf­ treffen des Wasserstrahls lange Reinigungszeiten er­ forderlich sind. High pressure cleaning, i.e. H. loading the Surface of a workpiece under high pressure standing water is a well-known, often turned on method used to remove adhering contaminants or other undesirable surface layers remove. Usually it becomes a supply water extracted from the network by a compressor the required pressure is biased and by a Nozzle directed towards the workpiece, so that due to the high speed of the water particles too firmly adhering layers loosened and removed become. The well-known high pressure cleaners are in primarily as mobile devices for cleaning the Au outer surface of buildings or industrial plants parts used. A disadvantage is that in the case of flat workpieces due to the selective opening long cleaning times of the water jet are required.  

Ein weiterer Nachteil ist die Gefährdung des Bedie­ nungspersonals durch das aus den Düsen austretende bzw. von den Oberflächen reflektierte, unter ungün­ stigen Umständen schwere Verletzungen bedingende hochdruckbeaufschlagte Wasser.Another disadvantage is the danger to the operator personnel through what emerges from the nozzles or reflected from the surfaces, under unun severe injury high pressure water.

Ausgehend vom Stande der Technik liegt der Erfin­ dung das Problem zugrunde, eine Anlage zum Reinigen und/oder Abtragen der Oberfläche eines Werkstücks zu schaffen, die sich aufgrund rascher Säuberung großer Flächen durch Wirtschaftlichkeit auszeichnet und die Arbeitssicherheit des Bedienungspersonals gewährleistet.The inventor is based on the state of the art underlying the problem, a system for cleaning and / or removing the surface of a workpiece to create that due to rapid cleanup large areas are characterized by economy and the occupational safety of the operating personnel guaranteed.

Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, daß mehrere Düsen in einem Düsenkopf angeordnet sind, der Düsenkopf um eine durch den Düsenkopf verlaufende Achse rotiert und die Düsen derart auf dem Düsenkopf angeordnet sind, daß sie hierbei un­ terschiedliche Radien beschreiben, daß der Düsen­ kopf relativ zum Werkstück verschiebbar ist und seinen Anstellwinkel verändern kann und so ausge­ richtet ist, daß der Wasserstrahl senkrecht oder in einem Winkel bis zu 45° abweichend von der Normalen zur Oberfläche des Werkstücks ausgerichtet ist und das Werkstück und Düsenkopf in einem allseitig ge­ schlossenen Behälter angeordnet sind und der Behäl­ ter vorzugsweise am Boden eine Abflußleitung auf­ weist, die mit einem Filter versehen ist.According to the invention, the problem is solved by that several nozzles are arranged in one nozzle head are, the nozzle head by one through the nozzle head running axis rotates and the nozzles in this way the nozzle head are arranged so that they are un Different radii describe that of the nozzles head is movable relative to the workpiece and can change his angle of attack and so out is directed that the water jet vertically or in an angle up to 45 ° deviating from the normal is aligned with the surface of the workpiece and the workpiece and nozzle head all in one closed containers are arranged and the container ter preferably on the bottom of a drain pipe points, which is provided with a filter.

Die Oberfläche des Werkstücks wird durch die Düse mit dem vom Aggregat vorgespannten, unter Druck stehenden Wasser beaufschlagt, um auch festsitzende Verunreinigungen bzw. schwer entfernbare Oberflä­ chenschichten zu beseitigen. Zur Erzielung einer hinreichenden Reinigungswirkung erweist es sich als notwendig, den aus der Düse austretenden Wasser­ strahl auf eine relativ geringe Fläche zu konzen­ trieren, so daß zum Reinigen der gesamten Oberflä­ chen des Werkstücks die Düse relativ zum Werkstück zu verschieben und über das Werkstück zu führen ist. Der Kopf ist um seine Längsachse drehbar und läßt durch die azimutale Rotation - vorzugsweise in Verbindung mit einer oberflächenparallelen Ver­ schiebung - größere Oberflächenbereiche sukzessive mit einem Wasserstrahl homogener Intensität beauf­ schlagen. Um das wirtschaftliche Reinigen größerer Flächen durchführen zu können, sind im Düsenkopf mehrere Düsen angeordnet, deren Position so gewählt ist, daß bei der Rotation des Düsenkopfes jede Düse einen eigenen Radius beschreibt. Andernfalls würde es zu Überschneidungen kommen, die einem wirt­ schaftlichen Reinigen abträglich wären. Als konkre­ tes Beispiel im Falle einer ausschließlich am Dü­ senkopf in einer senkrecht zur Rotationsachse ver­ laufenden Ebene angeordneten Düsen sind diese hin­ sichtlich ihres Radius zur Drehachse somit unter­ schiedlich zu wählen. Für den Fall, daß die Düsen auf dem Düsenkopf auf dem Kegelmantel angeordnet sind und in radialer Richtung abstrahlen, muß - um ebenfalls unterschiedliche Radien bei der Rotation sicherzustellen - eine unterschiedliche axiale Po­ sition der einzelnen Düsen gewählt werden. Die An­ ordnung mehrerer Düsen sowie die Verschiebung des Düsenkopfes relativ zum Werkstück garantiert eine rasche Reinigung größerer Flächen. Dabei muß der Düsenkopf nicht allein in seiner räumlichen Posi­ tion veränderbar sein, sondern im Hinblick auf oberflächlich ausgeprägt strukturierte Werkstücke auch in seinem Anstellwinkel verändert werden kön­ nen. Zur Erreichung einer optimalen Reinigungswir­ kung ist der Anstellwinkel so zu wählen, daß die austretenden Wasserstrahlen im wesentlichen senk­ recht oder hiervon abweichend in einem Winkel von bis zu 45° zur Normalen relativ zur Oberfläche des Werkstückes geneigt sind.The surface of the workpiece is through the nozzle with the biased by the unit, under pressure standing water pressurized to also get stuck  Contamination or difficult to remove surface eliminate layers of the earth. To achieve a sufficient cleaning effect it turns out to be necessary, the water emerging from the nozzle to concentrate on a relatively small area trieren so that to clean the entire surface Chen of the workpiece, the nozzle relative to the workpiece to move and guide over the workpiece is. The head is rotatable and about its longitudinal axis allows by the azimuthal rotation - preferably in Connection with a surface parallel ver shift - larger surface areas successively with a water jet of homogeneous intensity beat. To make the economical cleaning bigger To be able to carry out surfaces are in the nozzle head several nozzles arranged, their position chosen so is that when the nozzle head rotates, each nozzle describes its own radius. Otherwise it would there will be overlaps that will benefit you would be detrimental to cleaning. As a conc t example in the case of an exclusively on the Dü countersink in a direction perpendicular to the axis of rotation Nozzles arranged at the current level are out their radius to the axis of rotation to choose differently. In the event that the nozzles arranged on the nozzle head on the cone jacket and radiate in the radial direction must - um also different radii during rotation ensure - a different axial butt sition of the individual nozzles. The An order of several nozzles and the displacement of the Nozzle head relative to the workpiece guarantees one rapid cleaning of larger areas. The  Nozzle head not only in its spatial position tion changeable, but with regard to superficially structured workpieces can also be changed in its angle of attack nen. To achieve an optimal cleaning effect The angle of attack must be selected so that the escaping water jets substantially lower right or different from this at an angle of up to 45 ° to the normal relative to the surface of the Workpiece are inclined.

Da der Behälter allseitig geschlossen ist, kann das Wasser nicht in unerwünschter Weise austreten; wei­ terhin ist durch den Behälter eine Gefährdung des Arbeitspersonals durch den relativ intensiven Was­ serstrahl ausgeschlossen. Das sich am Boden des Be­ hälters ansammelnde, mit den abgetragenen Schichten verunreinigte Wasser wird durch eine Abflußleitung abgeführt und durch einen eingefügten Filter gerei­ nigt, so daß die mitunter umweltgefährdenden, im Filter aufgefangenen Rückstände unschwer der Ent­ sorgung zugeführt werden können. Um zu erreichen, daß das gesamte Wasser aufgefangen wird, ist die Abflußleitung vorzugsweise am tiefsten Punkt des Bodens des Behälters angeschlossen.Since the container is closed on all sides, this can Do not leak water in an undesirable manner; white Furthermore, the container poses a risk to the Workers through the relatively intensive What ray excluded. That is at the bottom of the Be container accumulating, with the worn layers Contaminated water flows through a drain pipe dissipated and cleaned by an inserted filter nigt, so that the sometimes environmentally hazardous, in Filter trapped residues easily the Ent supply can be supplied. To achieve, that all the water is caught is the Drain line preferably at the lowest point of the Bottom of the container connected.

Die Vorteile der Erfindung bestehen vornehmlich in der gründlichen Reinigung des Werkstücks und der verbesserten Arbeitssicherheit.The advantages of the invention consist primarily in the thorough cleaning of the workpiece and the improved occupational safety.

Da das von der gesäuberten Oberfläche herablau­ fende, druckentspannte Wasser bei den konventionel­ len Hochdruckreinigern anschließend der Abflußlei­ tung zugeführt wird, ist der hohe Bedarf frischen Wassers aus ökologischen und wirtschaftlichen Ge­ sichtspunkten als nachteilig anzusehen. In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung empfiehlt sich deshalb, die Abflußleitung zum Aggregat zu­ rückzuführen, um somit einen geschlossenen Kreis­ lauf zu erzeugen. Durch diese Maßnahme wird der Wasserverbrauch drastisch gesenkt. Es ist zu ent­ scheiden, ob im konkreten Fall die Kosten der dann notwendigen Aufbereitung des bereits genutzten Was­ sers höher oder niedriger sind als die Kosten des Wasserverbrauches, um die im Einzelfall optimale Entscheidung treffen zu können.Because that blues down from the cleaned surface The conventional, pressure-relieved water len high-pressure cleaners then the drainage pipe  is fed, the high demand is fresh Water from ecological and economic ge viewpoints as disadvantageous. In a preferred development of the invention recommends therefore, the drain pipe to the unit to lead back to a closed circle generate run. This measure will Water consumption drastically reduced. It is too ent decide whether in the specific case the cost of the then necessary preparation of what has already been used sers higher or lower than the cost of the Water consumption in order to achieve the optimum in individual cases To be able to make a decision.

Um eine über die Oberfläche des Werkstücks homogene Reinigungswirkung zu gewährleisten, ist ein kon­ stanter Abstand zwischen der Düse und dem Werkstück empfehlenswert.To be homogeneous across the surface of the workpiece To ensure cleaning effect is a con constant distance between the nozzle and the workpiece recommendable.

Im speziellen wird die Düse bei planen Werkstücken in oberflächenparalleler Richtung vorzugsweise in einem kartesischen Koordinatensystem bewegt, wäh­ rend bei gekrümmten Werkstücken eine dreidimensio­ nal gesteuerte Bewegung der Düse zweckmäßig ist.In particular, the nozzle is used on flat workpieces in the surface parallel direction, preferably in a Cartesian coordinate system, wuh three-dimensional for curved workpieces nal controlled movement of the nozzle is appropriate.

Auch die Form des aus der Düse austretenden Wasser­ strahls ist beliebig. Neben einer zylindrischen Form ist ein Kegelmantel vorgeschlagen; der Vorzug letzterer besteht primär darin, daß ein größerer Oberflächenbereich gleichzeitig eine Reinigungswir­ kung erfährt.Also the shape of the water coming out of the nozzle beam is arbitrary. In addition to a cylindrical Shape is proposed a cone shell; The privilege the latter consists primarily in that a larger one Surface area at the same time a cleaning agent experience.

Überlagern sich die aus den einzelnen Düsen austre­ tenden Wasserstrahlen zumindest geringfügig, ist garantiert, daß das gesamte Werkstück erreicht wird und eine Reinigung erfährt.Overlap the exits from the individual nozzles  tendency water jets is at least slight guarantees that the entire workpiece is reached and undergoes cleaning.

In einer empfehlenswerten Ausgestaltung der Erfin­ dung sind die Achsen der Düsen im Winkel zur Längsachse des Kopfes befestigt. Der Vorzug besteht darin, daß die Reinigungswirkung aufgrund des ge­ ringen Winkels zwischen der Oberfläche des Werk­ stücks und des auftreffenden Wasserstrahls vervoll­ kommnet ist.In a recommendable embodiment of the Erfin The axes of the nozzles are at an angle to Longitudinal axis of the head attached. The preference is there in that the cleaning effect due to the ge wrinkle angle between the surface of the work piece and the impinging water jet is coming.

Zur translatorischen und/oder rotatorischen Bewe­ gung der Düse und/oder des Kopfes und/oder des Werkstücks ist im konkreten ein pneumatischer An­ trieb vorgeschlagen.For translational and / or rotary movement the nozzle and / or the head and / or the The workpiece is actually a pneumatic type urged suggested.

Weiterhin kann die Steuerung der Anlage, d. h. der Bewegungen der Düse, des Kopfes und/oder des Werk­ stücks durch einen Rechner erfolgen. Insbesondere die Möglichkeit, die Anlage durch Änderungen des Programms exakt auf beliebige Werkstücke abzustim­ men, ist als vorteilhaft anzusehen.Furthermore, the control of the system, i.e. H. of the Movements of the nozzle, head and / or movement piece by a computer. Especially the possibility of changing the system by changing the Tailor the program exactly to any workpiece is to be regarded as advantageous.

Als Aggregat zur Erzeugung hochdruckbeaufschlagten Wassers können bereits bekannte, kommerziell er­ hältliche Kompressoren Verwendung finden. Im kon­ kreten sind Geräte mit einem wassergefüllten Zylin­ der bevorzugt, in dem ein hydraulisch angetriebener Kolben angeordnet ist. Sie ermöglichen, Wasser­ drücke bis zu einigen Tausend bar zu erzeugen.As a unit for generating high-pressure pressures Water can already be known, he commercially keep compressors in use. In the con creten are devices with a water-filled cylinder the preferred in which a hydraulically driven Piston is arranged. They allow water pressures up to a few thousand to generate.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Er­ findung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung eine Ausführungsform der Erfindung näher erläutert wird.Further details, features and advantages of the Er can be found in the following description Take part of the exercise, in the drawing an embodiment of the invention explained in more detail becomes.

Sie zeigt in schematischer Darstellung eine Anlage zum Reinigen und/oder Abtragen der Oberfläche eines Werkstücks.It shows a plant in a schematic representation for cleaning and / or removing the surface of a Workpiece.

Sie besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus ei­ nem Aggregat (3) zur Erzeugung hochdruckbeauf­ schlagten Wassers, einem mit drei Düsen (2) verse­ henen Düsenkopf (8), einem Werkstück (1), einem Be­ hälter (6), einer Abflußleitung (4) sowie einem Filter (7). Der Hochdruckausgang des Aggregats (3) ist durch eine Leitung (9) mit dem - wie durch die Pfeile angedeutet - um seine Längsachse rotierbaren und parallel zum Werkstück verschiebbaren Düsenkopf (8) verbunden. Die auf das Werkstück (1) gerichte­ ten, an der Unterseite des Kopfes (8) angebrachten Düsen (2) sind im Winkel zur Längsachse des Düsen­ kopfes (8) befestigt. Am Boden (5) des das Werk­ stück (1) und den Düsenkopf (8) allseitig umschlie­ ßenden Behälters (6) ist die ihrerseits mit dem Eingang des Aggregats (3) verbundene, mit einem Filter (7) versehene Abflußleitung (4) angeschlos­ sen. Der vom Aggregat (3) ausgehende, über die Lei­ tung (9), die Düsen (2), evtl. das Werkstück (1), den Boden (5) des Behälters (6) und die Abflußlei­ tung (4) sowie den Filter (7) gebildete Wasser­ kreislauf ist unschwer zu erkennen.It consists in its basic structure of a unit ( 3 ) for generating high pressure water, a nozzle head ( 8 ) provided with three nozzles ( 2 ), a workpiece ( 1 ), a container ( 6 ), a drain line ( 4 ) and a filter ( 7 ). The high-pressure outlet of the unit ( 3 ) is connected by a line ( 9 ) to the nozzle head ( 8 ) which can be rotated about its longitudinal axis and displaceable parallel to the workpiece, as indicated by the arrows. The directed to the workpiece ( 1 ) th, on the underside of the head ( 8 ) attached nozzles ( 2 ) are attached at an angle to the longitudinal axis of the nozzle head ( 8 ). At the bottom ( 5 ) of the workpiece ( 1 ) and the nozzle head ( 8 ) on all sides enclosing container ( 6 ), which in turn is connected to the input of the unit ( 3 ), provided with a filter ( 7 ) drain line ( 4 ) sen. The outgoing from the unit ( 3 ), via the Lei device ( 9 ), the nozzles ( 2 ), possibly the workpiece ( 1 ), the bottom ( 5 ) of the container ( 6 ) and the Abflußlei device ( 4 ) and the filter ( 7 ) formed water cycle is easy to see.

Im Ergebnis erhält man eine Anlage zum Reinigen und/oder Abtragen der Oberfläche eines Werkstücks, die sich durch Arbeitssicherheit, Wirtschaftlich­ keit und eine homogenen Wirkung auszeichnet.The result is a cleaning system and / or removing the surface of a workpiece, which is characterized by occupational safety, economical and a homogeneous effect.

Claims (10)

1. Anlage zum Reinigen und/oder Abtragen der Ober­ fläche eines Werkstücks mit einem Aggregat zur Er­ zeugung hochdruckbeaufschlagten Wassers und einer mit dem Aggregat verbundenen, auf das Werkstück ge­ richteten Düse, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Düsen (2) in einem Düsenkopf (8) angeordnet sind, der Düsenkopf (8) um eine durch den Düsenkopf (8) verlaufende Achse rotiert und die Düsen (2) derart auf dem Düsenkopf (8) angeordnet sind, daß sie hierbei unterschiedliche Radien beschreiben, daß der Düsenkopf (8) relativ zum Werkstück verschieb­ bar ist und seinen Anstellwinkel verändern kann und so ausgerichtet ist, daß der Wasserstrahl senkrecht oder in einem Winkel bis zu 45° abweichend von der Normalen zur Oberfläche des Werkstücks ausgerichtet ist und das Werkstück (1) und Düsenkopf (8) in ei­ nem allseitig geschlossenen Behälter (6) angeordnet sind und der Behälter vorzugsweise am Boden eine Abflußleitung (4) aufweist, die mit einem Filter (7) versehen ist.1. Plant for cleaning and / or removing the upper surface of a workpiece with a unit for generating He pressurized water and a connected to the unit, directed to the workpiece ge nozzle, characterized in that a plurality of nozzles ( 2 ) in a nozzle head ( 8 ) are arranged, the nozzle head ( 8 ) rotates about an axis running through the nozzle head ( 8 ) and the nozzles ( 2 ) are arranged on the nozzle head ( 8 ) in such a way that they describe different radii that the nozzle head ( 8 ) is relative is shiftable to the workpiece bar and can change its angle of attack and is aligned so that the water jet is aligned vertically or at an angle up to 45 ° deviating from the normal to the surface of the workpiece and the workpiece ( 1 ) and nozzle head ( 8 ) in egg Nem closed container ( 6 ) are arranged and the container preferably has a drain line ( 4 ) on the bottom, which with a fil ter ( 7 ) is provided. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußleitung (4) mit dem Aggregat (3) ver­ bunden ist.2. Plant according to claim 1, characterized in that the drain line ( 4 ) with the unit ( 3 ) is connected ver. 3. Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen in konstantem Abstand zur Oberfläche des Werkstücks (1) verschiebbaren Düsenkopf (8).3. Plant according to claim 2, characterized by a constant distance from the surface of the workpiece ( 1 ) displaceable nozzle head ( 8 ). 4. Anlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Düsenkopf (8) relativ zum Werk­ stück (1) in oberflächenparalleler Richtung, vor­ zugsweise in einem kartesischen Koordinatensystem verschiebbar ist.4. Plant according to claim 2 or 3, characterized in that the nozzle head ( 8 ) relative to the workpiece ( 1 ) in the surface parallel direction, preferably before in a Cartesian coordinate system is displaceable. 5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) derart gestaltet ist, daß die Wasserstrahlen kegelmantelförmig aus­ treten.5. Plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that the nozzle ( 2 ) is designed such that the water jets emerge cone-shaped. 6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (2) derart gestaltet sind, daß sich die austretenden Wasserstrahlen zu­ mindest geringfügig überlagern.6. Installation according to one of claims 1 to 5, characterized in that the nozzles ( 2 ) are designed such that the emerging water jets overlap at least slightly. 7. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Düsen (2) im Winkel zur Achse des Düsenkopfes (8) verlaufen.7. Installation according to one of claims 1 to 6, characterized in that the axes of the nozzles ( 2 ) extend at an angle to the axis of the nozzle head ( 8 ). 8. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) und/oder der Dü­ senkopf (8) und/oder das Werkstück (1) pneumatisch verschiebbar und/oder drehbar sind. 8. Plant according to one of claims 1 to 7, characterized in that the nozzle ( 2 ) and / or the nozzle head ( 8 ) and / or the workpiece ( 1 ) are pneumatically displaceable and / or rotatable. 9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ge­ kennzeichnet durch eine Rechnersteuerung der Düse (2) und/oder des Düsenkopfes (8) und/oder des Werk­ stücks (1).9. Plant according to one of claims 1 to 8, characterized by a computer control of the nozzle ( 2 ) and / or the nozzle head ( 8 ) and / or the workpiece ( 1 ). 10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß das Aggregat (3) einen mit Wasser gefüllten Zylinder aufweist, in dem ein hydraulisch angetriebener Kolben angeordnet ist.10. Installation according to one of claims 1 to 9, characterized in that the unit ( 3 ) has a cylinder filled with water, in which a hydraulically driven piston is arranged.