DE4313292A1 - Verfahren zum Zudosieren einer Chemikalie zu dem Wasserstrom eines Hochdruckreinigungsgerätes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zudosieren einer Chemikalie zu dem Wasserstrom eines Hochdruckreinigungsge­ rätes, bei dem gegebenenfalls mehrere jeweils mit einem Schließventil versehene Chemieansaugleitungen in eine wasserführende Dosierleitung einmünden, die ihrerseits in die Förderleitung des Wasserstromes eintritt, bei welchem Verfahren in der Dosierleitung ein Saugunterdruck erzeugt und jeweils aus der gewünschten, geöffneten Chemieansaug­ leitung Chemikalie in den Wasserstrom der Dosierleitung an­ gesaugt wird.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift 30 47 493 beschrieben. Bei dem dort verwende­ ten Hochdruckreinigungsgerät wird die Chemikalie dadurch in dosierter Weise angesaugt, daß in der Chemikalienansaug­ leitung zusätzlich ein Dosierventil enthalten ist, dessen Querschnitt veränderbar ist. Das beschriebene Zudosierver­ fahren funktioniert einwandfrei, wenn größere Volumina der Chemikalie angesaugt werden sollen. Moderne Reinigungschemi­ kalien sind jedoch so wirksam, daß es genügt, sehr geringe Volumina zuzusetzen, und hier ergeben sich Schwierigkeiten, wenn durch Querschnittsveränderungen in der Chemieansauglei­ tung zuverlässig dosiert werden soll.

Man kann zwar die konzentrierten Reinigungschemikalien vor dem Zudosieren ihrerseits mit Wasser verdünnen, also aus dem Konzentrat eine dosierfähige Lösung herstellen, dies setzt jedoch einen zusätzlichen Arbeitsgang voraus, bei dem auch Fehler auftreten können.

Ein ähnliches Verfahren mit einer ähnlichen Einschränkung ist auch aus der europäischen Patentschrift 0 175 262 be­ kannt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Verfahren so auszubilden, daß auch mit höchstkonzentrierter Reini­ gungschemikalie beim Zusatz geringer Volumina zuverlässig dosiert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs be­ schriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Chemikalie impulsartig getaktet und intermittierend in den Wasserstrom eintreten läßt.

Die Zudosierung erfolgt also nicht über unterschiedliche Querschnitte der Chemieansaugleitung, sondern durch die Ab­ gabe der Chemikalien in aufeinanderfolgenden kleinen Mengen. Bei jedem Abgabeimpuls wird eine Menge abgegeben, die auch bei den Konzentraten beherrschbar ist, die Dosierung erfolgt durch das Verhältnis der Abgabezeiten zu den Abgabepausen.

Selbst bei sehr hochviskosen Reinigungschemikalien gelingt es dadurch, während der Abgabezeiten zur Abgabedauer propor­ tionale Mengen abzugeben, obwohl insgesamt über die gesamte Zeitdauer nur geringe Reinigungschemikalienmengen in die Do­ sierleitung eintreten. Die insgesamt zudosierten Mengen wä­ ren für einen Dauerstrom zu gering, so daß in einem Dauer­ strom keine zuverlässige und gleichmäßige Dosierung erreicht werden könnte, durch die intermittierende Zugabe hingegen werden während der Zugabezeiten so hohe Zusatzraten er­ reicht, daß diese technisch sicher beherrschbar sind.

Die Dauer der Chemiezudosierungsimpulse kann vorzugsweise zwischen 0,1 und 2 sec liegen. Es ist günstig, wenn der zeitliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Chemiezudo­ sierungsimpulsen zwischen 0,2 und 4 sec liegt. Sowohl die Dauer als auch die Abstände können entsprechend der pro Zeiteinheit gewünschten Zudosierungsmenge variiert werden, so daß auch die unterschiedlichen Zudosierungsmengen reali­ siert werden können, die für verschiedene Wasch- und Reini­ gungsvorgänge benötigt werden.

Bei einem ersten bevorzugten Verfahren ist dabei vorgesehen, daß man das Schließventil der gewünschten Chemieansauglei­ tung zur Dosierung wiederholt impulsartig kurzzeitig öffnet und schließt. Die Chemieansaugleitung wird bei dieser Va­ riante also entweder vollständig geöffnet oder vollständig geschlossen, nur bei der vollständigen Öffnung tritt Chemi­ kalie aus der Chemieansaugleitung in die Dosierleitung über, wobei die Abgaberate durch die vollständige Öffnung der Che­ mieansaugleitung für eine zuverlässige Zudosierung hoch ge­ nug ist, während die absolute Menge durch relativ kurze Zu­ gabedauern trotzdem sehr niedrig sein kann.

Vorteilhaft ist es, wenn man Wasser nur in die Dosierleitung einleitet, wenn die Schließventile in den Chemieansauglei­ tungen verschlossen sind. Dieses Wasser spült dann die Do­ sierleitung, so daß auch ein Wechsel der Chemikalie möglich ist, ohne daß die Chemikalien sich untereinander vermischen.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn man eine in die Dosierleitung einmündende Wasserzufuhrleitung abwechselnd mit den Chemie­ ansaugleitungen verschließt. Die Öffnungsimpulse der Chemie­ ansaugleitungen und die Wasserzufuhrimpulse wechseln sich also miteinander ab.

Insbesondere kann man Schließventile in mindestens einer Chemieansaugleitung mit der Wasserzufuhrleitung so mit Öff­ nungs- und Schließsignalen ansteuern, daß ein Schließventil öffnet, wenn das andere schließt, und umgekehrt. Bei dieser Lösung wird also durch abwechselndes Öffnen und Schließen von Schließventilen die intermittierende Beschickung der Do­ sierleitungen mit Chemikalie und Wasser erreicht.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgese­ hen, daß man die Wasserzufuhrleitung abhängig vom Druck in der Dosierleitung derart öffnet oder schließt, daß sie bei einem höheren Druck, der sich bei geöffneter Chemieansaug­ leitung in der Dosierleitung einstellt, schließt, und bei niedrigerem Druck, der sich bei geschlossener Chemieansaug­ leitung in der Dosierleitung einstellt, öffnet. Hier wird also das Ventil in der Wasserzufuhrleitung druckabhängig ge­ steuert, beispielsweise kann dieses Ventil ein federbe­ lastetes Rückschlagventil sein, das erst beim Abfallen des Druckes in der Dosierleitung unter einen bestimmten Wert öffnet; dieser Wert liegt dann zwischen dem Wert, der sich bei geöffneter und geschlossener Chemieansaugleitung auf­ grund der Saugwirkung in der Dosierleitung einstellt.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ist vorgesehen, daß man das Schließventil einer Che­ mikalienansaugleitung über einen längeren Zeitraum öffnet und daß man während der Öffnung der Chemikalienansaugleitung Wasser intermittierend in die Dosierleitung einläßt. Wenn man Wasser in die Dosierleitung einläßt, steigt der Druck in der Dosierleitung, die Saugwirkung in der geöffneten Chemie­ ansaugleitung geht damit soweit zurück, daß praktisch keine Chemikalie angesaugt wird. Verschließt man dagegen die Wasserzufuhrleitung und unterbindet somit die Wasserzufuhr zur Dosierleitung, fällt der Druck in der Dosierleitung so weit ab, daß nunmehr Chemikalie aus der Chemieansaugleitung sehr effektiv angesaugt wird. Auch dadurch erhält man eine intermittierende Beschickung der Dosierleitung mit Chemi­ kalie, wobei diese intermittierende Beschickung gesteuert wird durch die impulsartige Wasserzufuhr in die Dosier­ leitung. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß bei mehreren in die Dosierleitung einmündenden Chemieansaugleitungen jede dieser Leitungen lediglich mit einem Schließventil zu verse­ hen ist, daß bei der Auswahl einer Chemieansaugleitung ein­ mal geöffnet und dann einmal geschlossen wird, während es bei der Zudosierung aus dieser Chemieansaugleitung ununter­ brochen geöffnet bleibt. Mit einem einzigen intermittierend angesteuerten Ventil in der Wasserzufuhr kann auf diese Weise die quantitative Zudosierung aller Chemieansauglei­ tungen gesteuert werden, ohne daß diese Chemieansauglei­ tungen selbst entsprechend intermittierende Ventile benö­ tigen.

Die Erfindung betrifft auch ein Hochdruckreinigungsgerät mit einer Förderleitung für einen Wasserstrom und mit einer wasserführenden, in diese Förderleitung eintretenden Dosier­ leitung, in welche jeweils mit einem Schließventil versehen Chemieansaugleitungen einmünden und bei welcher in der Do­ sierleitung ein Saugunterdruck erzeugt wird, die eine Steuerung für die Schließventile in den Chemieansaugleitun­ gen und in der Dosierleitung aufweist. Diese Steuerung öffnet und schließt die Schließventile so, daß die vor­ stehend beschriebene Verfahrensführung erzielt wird.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Die Zeichnung zeigt schematisch ein Hochdruckreinigungsgerät, welches eine intermittierende Zu­ dosierung von Chemikalie ermöglicht.

Eine Hochdruckpumpe 1, beispielsweise eine an sich bekannte Mehrkolbenpumpe mit Taumelscheibenantrieb, saugt an ihrer Saugseite 2 Wasser an, beispielsweise aus einem Vorratstank, und gibt dieses Wasser unter hohem Druck in eine Drucklei­ tung 3 ab, die in an sich bekannter Weise zu einem in der Zeichnung nicht dargestellten Strahlrohr führt, über das das Wasser auf den zu reinigenden Gegenstand gerichtet werden kann.

Auf der Saugseite 2 der Hochdruckpumpe 1 zweigt eine Wasser­ zufuhrleitung 4 ab, die zu einem Ventilblock 5 führt. Dieser weist eine Durchgangsbohrung 6 auf, in die die Wasserzufuhr­ leitung 4 einseitig einmündet. Die Durchgangsbohrung 6 ist Teil einer Dosierleitung 7, die ihrerseits in die Drucklei­ tung 3 einmündet. In die Dosierleitung 7 ist eine weitere Hochdruckpumpe 8 eingeschaltet, die parallel zur ersten Hochdruckpumpe 1 einen Wasserstrom durch die Wasserzufuhr­ leitung 4 und die Dosierleitung 7 fördert. Diese zweite Hochdruckpumpe 8 kann völlig unabhängig von der Hochdruck­ pumpe 1 arbeiten, es sind aber auch Konstruktionen möglich, bei denen beide Hochdruckpumpen 1 und 8 einen gemeinsamen Antrieb aufweisen, beispielsweise sind Konstruktionen mit Stufenkolben möglich, bei denen der Kolbenteil mit ge­ ringerem Durchmesser die Hochdruckpumpe 8 bildet, der mit größerem Durchmesser die Hochdruckpumpe 1.

In die Durchgangsbohrung 6 des Ventilblockes 5 münden meh­ rere Chemieansaugleitungen 9 ein, im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel vier verschiedene Chemieansaugleitungen, die jeweils in einen Chemikalienvorratsbehälter 10 eintauchen.

Jede Chemieansaugleitung 9 weist ein magnetbetätigtes Schließventil 11 auf, ebenso ist in der Wasserzufuhrleitung 4 ein solches magnetbetätigtes Schließventil 12 angeordnet. Diese Schließventile befinden sich dabei im Inneren des Ven­ tilblockes 5 möglichst dicht an der Einmündung in die Durch­ gangsbohrung 6, so daß stromabwärts der Schließventile 11 im Übergangsbereich zu der Durchgangsbohrung 6 möglichst kleine Totvolumina entstehen.

Alle Schließventile 11 und 12 sind über Steuerleitungen 13 bzw. 14 mit einer gemeinsamen Steuerung 15 verbunden.

Von der Saugseite 2 der Hochdruckpumpe 1 führt eine Verbin­ dungsleitung 16 zur Saugseite der Hochdruckpumpe 8, in diese Verbindungsleitung 16 ist ein federbelastetes Rückschlagven­ til 17 eingesetzt, welches sich in Richtung von der Hoch­ druckpumpe 1 zur Hochdruckpumpe 8 gegen die Wirkung einer Feder öffnen läßt.

Im Betrieb arbeiten die Hochdruckpumpe 1 und die Hochdruck­ pumpe 8 immer gemeinsam. Die Hochdruckpumpe 1 hat dabei eine wesentliche höhere Förderleistung als die Hochdruckpumpe 8, so daß durch die Hochdruckpumpe 1 der größte Teil des zur Reinigung benötigten Wassers gefördert wird. Lediglich ein geringer Teil des Wassers wird über die Wasserzufuhrleitung 4 und die Dosierleitung 7 parallel an der Hochdruckpumpe 1 vorbeigeführt und wieder in die Druckleitung 3 eingespeist. Dies erfolgt allerdings nur, wenn die Steuerung das Schließ­ ventil 12 öffnet.

Wenn keine Chemikalienzudosierung gewünscht wird, bleiben alle Schließventile 11 geschlossen, der Ventilblock 5 wird dann ausschließlich von Wasser durchströmt. Wenn in diesem Zustand auch das Schließventil 12 geschlossen wird, könnte die Hochdruckpumpe 8 durch den erzeugten Unterdruck beschä­ digt werden. Um dies zu vermeiden, ist die Federkraft des Rückschlagventils 17 in der Verbindungsleitung 16 so einge­ stellt, daß dann über die Verbindungsleitung 16 Wasser ange­ saugt wird; damit wird vermieden, daß die Hochdruckpumpe 8 trocken läuft. Das Rückschlagventil 17 öffnet aber in der Regel nur dann, wenn vom Ventilblock 5 keine oder nur wenig Flüssigkeit angesaugt wird.

Wenn die Zudosierung einer bestimmten Chemikalie gewünscht wird, wird bei einem ersten Ausführungsbeispiel das der ent­ sprechenden Chemieansaugleitung 9 zugeordnete Schließventil 11 intermittierend geöffnet und geschlossen, so daß kurze Öffnungsphasen entstehen, die von Schließphasen unterbrochen werden. Die Dauer der Öffnungsphasen liegt dabei beispiels­ weise zwischen 0,1 und 2 sec, die Dauer der Schließphasen zwischen 0,2 und 4 sec. Die Dauer sowohl der Öffnungsphase als auch der Schließphase lassen sich an der Steuerung ein­ stellen, und zwar entsprechend der jeweils geförderten Che­ mikalie und entsprechend des jeweils durchgeführten Wasch­ vorganges; die Waschvorgänge haben unterschiedliche Anfor­ derungen an die Zudosierung von Chemikalien.

Das intermittierend geöffnete Schließventil 11 und das Schließventil 12 werden von der Steuerung so synchron ge­ steuert, daß bei geöffnetem Schließventil 11 das Schließ­ ventil 12 geschlossen ist und umgekehrt. Dadurch wird er­ reicht, daß in der Durchgangsbohrung 6 kontinuierlich Flüssigkeit angesaugt wird, und zwar in kleinen Chargen ab­ wechselnd Chemikalie und Wasser. Jeder impulsförmigen Chemi­ kalienzudosierung folgt eine ebenfalls impulsförmige Wasser­ einleitung, so daß einerseits eine einwandfreie Durch­ mischung in der Durchgangsbohrung erzielt wird und anderer­ seits eine schnelle Spülung und Beseitigung einer bestimmten Chemikalie aus der Durchgangsbohrung erfolgt, wenn die Che­ mikalie durch Übergang auf eine andere Chemieansaugleitung gewechselt wird.

Bei dem beschriebenen Verfahren werden die Schließventile 11 und die Schließventile 2 synchron mit Öffnungs- und Schließsignalen versorgt.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist das Schließventil 12 als federbelastetes Rückschlagventil ausgebildet, welches öffnet, sobald der Druck in der Durchgangsbohrung 6 unter einen bestimmten Wert absinkt. Dieser Wert liegt zwischen dem Wert, der sich bei geöffnetem Schließventil 11 ein­ stellt, und dem Wert, der in der Durchgangsbohrung 6 bei ge­ schlossenem Schließventil 11 herrscht. Auch dadurch erreicht man zwangsläufig eine intermittierende Wasserzufuhr in den Pausen zwischen der ebenfalls intermittierend ausgebildeten Chemikalienzufuhr. Die Wirkung ist ähnlich wie bei dem vor­ stehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, lediglich eine positive elektrische Umsteuerung des Schließventiles 12 wird durch eine druckabhängige Umsteuerung ersetzt.

Bei einem weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiel einer möglichen Steuerung wird bei der gewünschten Zudosierung einer Chemikalie in der entsprechenden Chemieansaugleitung 9 das zugehörige Schließventil 11 über einen längeren Zeitraum geöffnet, gleichzeitig wird das Schließventil 12 der Wasser­ zufuhr intermittierend geöffnet und geschlossen, beispiels­ weise durch elektrische, einen Magnetmechanismus betätigende Signale. Wenn das Schließventil 12 geöffnet ist, wird über die Hochdruckpumpe 8 im wesentlichen Wasser angesaugt, ist das Schließventil 12 dagegen geschlossen, führt die An­ saugung der Hochdruckpumpe 8 zu einer Ansaugung von Chemi­ kalie aus der geöffneten Chemieansaugleitung. Auch dies führt zu einer intermittierenden Chemikalienzudosierung in den Pausen der Wasserzufuhr, wobei zur Steuerung immer daßelbe Schließventil 12 verwendet werden kann. In den Che­ mieansaugleitungen müssen daher keine intermittierend schal­ tenden Ventile verwendet werden, sondern Schließventile, die nur zu Beginn und am Schluß der Zudosierung einer bestimmten Chemikalie einmal öffnen und einmal schließen.

Claims (9)

1. Verfahren zum Zudosieren einer Chemikalie zu dem Wasserstrom eines Hochdruckreinigungsgerätes, bei dem gegebenenfalls mehrere, jeweils mit einem Schließ­ ventil versehene Chemieansaugleitungen in eine wasserführende Dosierleitung einmünden, die ihrer­ seits in die Förderleitung des Wasserstromes ein­ tritt, bei welchem Verfahren in der Dosierleitung ein Saugunterdruck erzeugt und jeweils aus der gewünsch­ ten, geöffneten Chemieansaugleitung Chemikalie in den Wasserstrom der Dosierleitung angesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man Chemikalie impuls­ artig getaktet und intermittierend in den Wasserstrom eintreten läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Chemiezudosierungsimpulse zwischen 0,1 und 2 sec liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zeitliche Abstand zwischen auf­ einanderfolgenden Chemiezudosierungsimpulsen zwischen 0,2 und 4 sec liegt.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Schließventil der gewünschten Chemieansaugleitung zur Dosierung wieder­ holt impulsartig kurzzeitig öffnet und schließt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man Wasser nur in die Dosierleitung einleitet, wenn die Schließventile in den Chemieansaugleitungen verschlossen sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine in die Dosierleitung einmündende Wasser­ zufuhrleitung abwechselnd mit den Chemieansauglei­ tungen verschließt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man Schließventile in mindestens einer Chemiean­ saugleitung und der Wasserzufuhrleitung so mit Öff­ nungs- und Schließsignalen ansteuert, daß ein Schließventil öffnet, wenn das andere schließt, und umgekehrt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wasserzufuhrleitung abhängig vom Druck in der Dosierleitung derart öffnet oder schließt, daß sie bei einem höheren Druck, der sich bei geöffneter Chemieansaugleitung in der Dosierleitung einstellt, schließt, und bei niedrigerem Druck, der sich bei ge­ schlossener Chemieansaugleitung in der Dosierleitung einstellt, öffnet.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Schließventil einer Che­ mieansaugleitung über einen längeren Zeitraum öffnet und daß man während der Öffnung der Chemieansauglei­ tung Wasser intermittierend in die Dosierleitung ein­ läßt.