DE4320410A1 - Process and apparatus for cleaning surfaces - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von Oberflächen, wobei ein Reinigungsstrahl einer Reinigungsflüssigkeit, insbesondere Wasser, mit einer Sprühvorrichtung unter Hochdruck auf die zu reinigende Oberfläche aufgesprüht wird.The invention relates to a method and an apparatus for Cleaning surfaces, using a cleaning jet Cleaning liquid, especially water, with a Spray device under high pressure on the one to be cleaned Surface is sprayed on.
Derartige Reinigungsvorrichtungen finden insbesondere zum Reinigen von Oberflächen an Fahrzeugen, Gebäuden oder im Gartenbereich Anwendung, wobei die zu entfernenden Verschmutzungen durch den Hochdruck-Reinigungsstrahl weggesprüht werden. Als Reinigungsflüssigkeit findet hierbei insbesondere Wasser Verwendung, das mittels des Hochdruckreinigers bzw. dessen Hochdruckpumpe auf Drücke von rund 150 bar oder mehr gebracht wird, so daß der Reinigungsstrahl mit hoher Energie aus der Sprühvorrichtung austritt und auf die zu reinigende Oberfläche auftrifft und hierbei den zu entfernenden Schmutz ablöst.Such cleaning devices are used in particular for Cleaning surfaces on vehicles, buildings or in Garden area application, being those to be removed Soiling sprayed away by the high-pressure cleaning jet become. In particular, the cleaning fluid found here Use water that can be cleaned with a high-pressure cleaner or its high-pressure pump at pressures of around 150 bar or more is brought so that the cleaning jet with high energy the spray device emerges and onto the one to be cleaned Hits the surface and the dirt to be removed replaces.
Für hartnäckigere Verschmutzungen sind im allgemeinen neben der Erhöhung des Arbeitsdruckes zwei Verfahren üblich. Zum einen wird das Reinigungswasser stark erhitzt, so daß durch die erhöhte Temperatur der Reinigungsflüssigkeit ein besserer Reinigungseffekt erzielt wird. Dies ist jedoch mit einem erheblichen Energieaufwand verbunden.For more stubborn stains are generally next to the Increasing the working pressure two procedures are common. On the one hand the cleaning water is strongly heated, so that by the increased temperature of the cleaning liquid a better Cleaning effect is achieved. However, this is with one considerable energy expenditure.
Die weiterhin übliche Methode zum Reinigen von Oberflächen mit hartnäckigen Verschmutzungen ist die Zumischung von Reinigungschemikalien. Hierbei ergibt sich jedoch das Problem, daß das Abwasser dann aus Umweltschutzgründen auf aufwendige Weise von den Reinigungschemikalien zumindest weitgehend wieder gereinigt werden muß bzw. neutralisiert werden muß. Hierdurch ergibt sich ebenfalls ein erheblicher Kosten- und Arbeitsaufwand.The still common method of cleaning surfaces with stubborn dirt is the admixture of Cleaning chemicals. Here, however, the problem arises that the wastewater is then expensive for environmental reasons Way of cleaning chemicals at least largely again must be cleaned or neutralized. Hereby there is also a considerable cost and Workload.
Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von Oberflächen anzugeben, mit dem bei hoher Reinigungswirkung ein einfacher und kostengünstiger Arbeitsablauf zu erzielen ist.Accordingly, the invention is based on the object Method and device for cleaning surfaces specify with which a simple and high cleaning effect cost-effective workflow can be achieved.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Patentanspruch 1 bzw. 6.This problem is solved by a method and a Device for performing the method according to the Claim 1 or 6.
Durch die Abkühlung des Reinigungsstrahles mittels Kältemittel, z. B. flüssigem Stickstoff, wird der Reinigungsstrahl so weit abgekühlt, daß sich in diesem Kristalle, bei der üblichen Verwendung von Wasser als Reinigungsflüssigkeit somit Eiskristalle bilden, die dem Reinigungsstrahl beigemischt sind und mit diesem als relativ harte Partikel auf die zu reinigende Oberfläche auftreffen. Hierdurch ergibt sich eine Art "Sandstrahleffekt", so daß auch stark anhaftende und hartnäckige Verschmutzungen wie Fette entfernt werden können. Sofern es sich hierbei um organische Verschmutzungen handelt, kann das entstehende Abwasser ohne aufwendige Nachbehandlung in die Kanalisation eingeleitet werden bzw. nach einfacher Filterung wieder verwendet werden. Durch den Grad der Abkühlung des Reinigungsstrahles läßt sich dabei auf einfache Weise der Anteil der Kristalle in dem Reinigungsstrahl steuern, so daß damit eine einfache Anpassung an die zu reinigende Oberfläche ermöglicht wird.By cooling the cleaning jet with refrigerant, e.g. B. liquid nitrogen, the cleaning jet is so far cooled that in this crystal, at the usual Use of water as a cleaning liquid Form ice crystals that are added to the cleaning jet and with this as a relatively hard particle on the one to be cleaned Surface. This results in a kind "Sandblasting effect", so that even strongly adhesive and stubborn Soiling such as grease can be removed. Unless it is this is organic contamination, it can resulting wastewater into the Sewerage can be initiated or after simple filtering can be used again. By the degree of cooling of the Cleaning portion can easily be the proportion control the crystals in the cleaning jet, so that a allows easy adaptation to the surface to be cleaned becomes.
In vorteilhafter Weise wird dabei der Reinigungsstrahl in einer rotierenden, kegelmantelförmigen Bahn geführt, so daß die Vermischung mit dem Kältemittel und damit die Abkühlung besonders intensiv ist. Die Zumischung des Kältemittels kann dabei durch eine einfach von dem Hochdruckschlauch abzweigende Steuerleitung und ein Druck-Mengenventil proportional zum Durchsatz und/oder Druck der Reinigungsflüssigkeit gesteuert werden. Als Kälte- oder Kühlmittel eignet sich insbesondere flüssiger Stickstoff, da dieser ein sehr hohes Kühlvermögen aufweist und nach Erwärmen bei der Zumischung in den Reinigungsstrahl keine Umweltverschmutzungen ergibt. Ähnliches trifft auf flüssiges Kohlendioxid als Kältemittel zu, da dieses nach Verdampfen ebenfalls keine wesentlichen Umweltbeeinträchtigungen ergibt. Darüberhinaus können jedoch auch andere Flüssiggase oder Flüssiggasgemische Verwendung finden. Durch das hohe Kühlvermögen können derartige Flüssiggase mit Fahrzeugen an die jeweilige Einsatzstelle gebracht werden oder zusammen mit dem Hochdruckreiniger als Gasflasche auf einem Transportwagen transportiert werden, so daß sich eine lange Einsatzzeit ergibt.The cleaning jet is advantageously in one rotating, cone-shaped path led so that the Mixing with the refrigerant and thus cooling is particularly intense. The admixture of the refrigerant can thereby by simply branching off the high pressure hose Control line and a pressure flow valve proportional to Throughput and / or pressure of the cleaning liquid controlled become. Particularly suitable as a refrigerant or coolant liquid nitrogen as it has a very high cooling capacity has and after heating in the admixture in the Cleaning jet does not result in environmental pollution. Similar thing applies to liquid carbon dioxide as a refrigerant because it is after evaporation also no significant Environmental damage results. Beyond that, however also use other liquid gases or liquid gas mixtures Find. Due to the high cooling capacity, such liquid gases brought to the respective site with vehicles or together with the pressure washer as a gas bottle on one Dolly are transported so that there is a long Mission time results.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments are the subject of Subclaims.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert und beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described below the drawing explained and described in more detail.
In der Zeichnung ist schematisch ein Hochdruckreiniger 1 dargestellt, der eine Hochdruckpumpe 2 aufweist, die von einem nicht näher bezeichneten Antriebsmotor, z. B. einem Verbrennungsmotor oder einem Elektromotor angetrieben wird. Die Hochdruckpumpe 2 erhält ihre Reinigungsflüssigkeit, insbesondere Wasser, durch eine hier schematisch angedeutete Zuführung 3. Die Reinigungsflüssigkeit wird dann in der Hochdruckpumpe 2 auf z. B. 150 bar oder mehr gebracht und über eine Zuleitung 4, insbesondere einen Hochdruckschlauch, einer transportablen Sprühvorrichtung 5 in Art einer Sprühlanze zugeführt. Am vorderen Ende der Sprühvorrichtung 5 ist eine Kühlvorrichtung 6 vorgesehen, mit der die Reinigungsflüssigkeit bis zu Bildung von Kristallen, insbesondere Eiskristallen, abgekühlt wird. Die Sprühvorrichtung 5 weist hierbei eine Rotationsdüse 7, insbesondere gemäß der DE-A 39 02 478 auf, die einen rotierenden, kegelmantelförmigen Reinigungsstrahl 9 erzeugt. Die Kühleinrichtung 6 ist bevorzugt als Mischrohr 8 ausgebildet, das einen Ringkanal 8a, radial verlaufende Zuführkanäle 8b und im Zentrum eine Mischkammer 8c aufweist. Das von einem Tank 11 über eine Zuleitung 10 zugeführte Kältemittel, insbesondere ein Flüssiggas wie flüssiger Stickstoff oder Kohlendioxid, wird über den Ringkanal 8a, die Zuführkanäle 8b und die Mischkammer 8c zu dem Reinigungsstrahl 9 zugemischt und kühlt diesen dadurch erheblich ab, so daß in diesem Reinigungsflüssigkeits-Kristalle, insbesondere Eiskristalle, gebildet werden, die mit großer Wucht zusammen mit dem Reinigungsstrahl 9 auf die zu reinigende Oberfläche geschleudert werden. Beim Auftreffen der Eiskristalle auf die Verschmutzungen werden letztere gelöst und zusammen mit dem Reinigungswasser abgeschwemmt. Der Anteil der Kristalle in der Reinigungsflüssigkeit des Reinigungsstrahles 9 kann durch die Zufuhr des Kältemittels so eingestellt werden, daß die Oberfläche, z. B. auch empfindliche Lackschichten, nicht beschädigt werden. Ebenso kann der Abkühlungsgrad so eingestellt werden, daß die Eiskristalle bzw. Reinigungsflüssigkeits- Kristalle in dem Reinigungsstrahl 9 kurz nach Auftreffen auf die zu reinigende Oberfläche durch die beim Aufprall entstehende Wärmemenge wieder in den flüssigen Aggregatszustand zurückversetzt werden.In the drawing, a high-pressure cleaner 1 is shown schematically, which has a high-pressure pump 2 , which is driven by an unspecified drive motor, for. B. an internal combustion engine or an electric motor. The high-pressure pump 2 receives its cleaning liquid, in particular water, through a feed 3 schematically indicated here. The cleaning liquid is then in the high pressure pump 2 on z. B. brought 150 bar or more and fed via a feed line 4 , in particular a high pressure hose, a portable spray device 5 in the manner of a spray lance. At the front end of the spray device 5 , a cooling device 6 is provided, with which the cleaning liquid is cooled until crystals, in particular ice crystals, are formed. The spray device 5 here has a rotary nozzle 7 , in particular according to DE-A 39 02 478, which generates a rotating, cone-shaped cleaning jet 9 . The cooling device 6 is preferably designed as a mixing tube 8 , which has an annular channel 8 a, radially extending feed channels 8 b and a mixing chamber 8 c in the center. The refrigerant supplied from a tank 11 via a feed line 10 , in particular a liquid gas such as liquid nitrogen or carbon dioxide, is mixed into the cleaning jet 9 via the ring channel 8 a, the feed channels 8 b and the mixing chamber 8 c and thereby cools it considerably, so that in this cleaning liquid crystals, in particular ice crystals, are formed which are thrown with great force together with the cleaning jet 9 onto the surface to be cleaned. When the ice crystals hit the dirt, the dirt is loosened and washed away together with the cleaning water. The proportion of crystals in the cleaning liquid of the cleaning jet 9 can be adjusted by the supply of the refrigerant so that the surface, for. B. also sensitive layers of paint, not be damaged. Likewise, the degree of cooling can be set so that the ice crystals or cleaning liquid crystals in the cleaning jet 9 are returned to the liquid state of aggregation shortly after hitting the surface to be cleaned by the amount of heat generated during the impact.
In der Kältemittel-Zuleitung 10 ist neben einem in Kühlanlagen üblichen Verdampfer bzw. Kondensator 13 ein Druck- Mengenventil 12 vorgesehen, mit dem die zugeführte Kältemittelmenge gesteuert wird. Hierzu ist von der Hochdruck- Zuleitung 4 eine Steuerleitung 14 abgezweigt, so daß die Hochdruck-Reinigungsflüssigkeit einen Steuerkolben 15 beaufschlagt, der mit einem Regelventil 16 in dem Druck- Mengenventil 12 in Verbindung steht. Wenn somit der Druck in der Hochdruck-Zuleitung 4 steigt, wird der Steuerkolben 15 nach rechts verschoben, und das Regelventil 16 öffnet sich weiter, so daß entsprechend mehr Kühlmittel aus dem Tank 11 zu der Kühleinrichtung 6 fließen kann. Darüberhinaus kann das Druck- Mengenventil 12 auch über ein in Strich-Punkt-Linien dargestelltes Steuerungskabel 20 angesteuert werden, das beispielsweise mit einem Potentiometer an dem Betätigungshebel 18 des Handgriffes 17 der Sprüheinrichtung 5 den Reinigungsflüssigkeits-Durchsatz abgreift.In the refrigerant supply line 10 , in addition to an evaporator or condenser 13 that is customary in cooling systems, a pressure quantity valve 12 is provided, with which the quantity of refrigerant supplied is controlled. For this purpose, a control line 14 is branched off from the high-pressure supply line 4 , so that the high-pressure cleaning fluid acts on a control piston 15 , which is connected to a control valve 16 in the pressure-quantity valve 12 . Thus, when the pressure in the high-pressure supply line 4 increases, the control piston 15 is shifted to the right and the control valve 16 opens further, so that correspondingly more coolant can flow from the tank 11 to the cooling device 6 . In addition, the pressure quantity valve 12 can also be controlled via a control cable 20 shown in dash-dot lines, which taps the cleaning fluid throughput, for example with a potentiometer on the actuating lever 18 of the handle 17 of the spray device 5 .
Anstatt oder auch ergänzend zu der Zumischung von Kältemittel über das Mischrohr 8 könnte auch am Außen- und ggfs. am Innenumfang des rotierenden, kegelmantelförmigen Reinigungsstrahles eine Art Kühlschlange 21 vorgesehen sein, mit der der Reinigungsstrahl 9 beim Durchlauf so stark abgekühlt wird, daß sich Kristalle in diesem ausbilden. Diese Ausführung mit einer Kühlschlange 21 würde sich insbesondere für Kältemittel eignen, die nicht mit der Reinigungsflüssigkeit austreten sollten, wenn sie beispielsweise nicht umweltverträglich wären. Diese Ausführung mit einer Kühlschlange 21 entlang des Durchlaufpfades des Reinigungsstrahles 9 eignet sich zudem zu einer Rückführung und Wiederverwendung des Kältemittels nach entsprechender Rückkühlung.Instead of or in addition to the admixture of refrigerant via the mixing tube 8 , a type of cooling coil 21 could also be provided on the outer and possibly on the inner circumference of the rotating, conical jacket-shaped cleaning jet, with which the cleaning jet 9 is cooled so strongly during the passage that crystals form train in this. This version with a cooling coil 21 would be particularly suitable for refrigerants that should not leak with the cleaning liquid if, for example, they were not environmentally compatible. This embodiment with a cooling coil 21 along the passage path of the cleaning jet 9 is also suitable for returning and reusing the refrigerant after appropriate recooling.
Obwohl hier die Sprühvorrichtung 5 als tragbare Sprühlanze dargestellt ist, könnte die Sprühvorrichtung auch an stationären Anlagen, z. B. Fahrzeugwaschanlagen, Verwendung finden. Ebenso könnte die Sprühvorrichtung 5 an Robotern oder ähnlichen Handhabungsgeräten angeordnet sein, so daß damit programmierte Reinigungsbewegungen bei vorgegebenen Oberflächen durchführbar sind. In diesem Falle könnten die Zuleitungen 4 und 10 sowie der Hochdruckreiniger 1 und der Tank 11 stationär angeordnet sein. Wie jedoch oben angedeutet, ist der Hochdruckreiniger 1 in Art eines Wagens transportabel ausgebildet, so daß er an die jeweilige Einsatzstelle verfahrbar ist. Für den mobilen Einsatz kann dabei eine relativ kleine Stickstoff-Gasflasche als Kältemitteltank 11 dienen, der dann ebenfalls an die jeweilige Einsatzstelle transportiert werden kann oder zusammen mit dem Hochdruckreiniger 1 auf einem gemeinsamen Transportwagen angeordnet sein kann.Although the spray device 5 is shown here as a portable spray lance, the spray device could also be used on stationary systems, e.g. B. vehicle washes find use. Likewise, the spray device 5 could be arranged on robots or similar handling devices, so that cleaning movements programmed with it can be carried out on predetermined surfaces. In this case, the supply lines 4 and 10 and the high-pressure cleaner 1 and the tank 11 could be arranged in a stationary manner. However, as indicated above, the high-pressure cleaner 1 is designed to be transportable in the manner of a carriage, so that it can be moved to the respective place of use. For mobile use, a relatively small nitrogen gas bottle can serve as the refrigerant tank 11 , which can then also be transported to the respective place of use or can be arranged together with the high-pressure cleaner 1 on a common transport trolley.
Claims (10)
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