Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Reinigen und Fördern von bei Reinigungsprozessen, beispielsweise durch Scheuer-Saugen und/oder Hochdruckreinigen und/oder Nassaugen mit mobilen oder stationären Reinigungsautomaten anfallenden Schmutzwasserflotten.

Bekannte Bodenreinigungsmaschinen bestehen aus rotierenden Bürsten, die die zu reinigenden Flächen mit einem Reinigungsmittel scheuern, und aus einem Nass-Sauger, der mit seinem Saugfuß das Reinigungsmittel-Schmutz-Gemisch aufsaugt und in einem unter Unterdruck stehenden Schmutzwasserbehälter sammelt.

Derartige Bodenreinigungsmaschinen besitzen einen Frischwassertank, deren Fassungsvermögen die Arbeitsdauer der Maschine begrenzt. Dies führt dazu, dass die Reinigungsarbeiten unterbrochen werden müssen, weil der Frischwasservorrat verbraucht ist. Das Schmutzwasser aus dem Schmutzwassertank wird entsorgt und neues Frischwasser in den Frischwassertank eingefüllt.

Diese Nachteile versucht die Bodenreinigungsmaschine der Firma COMAC (siehe Prospekt der Fa. COMAC SPA, "Bodenreinigungsmaschinen"4/93) oder fahrbare Nassreinigungsmaschinen nach der DE 42 00 064C2 bzw.

DE 41 41 711C2 oder ein Reinigungsgerät für ebene Flächen gemäß DE-G 93 01 169.5 dadurch zu vermeiden, dass Filter vorgesehen werden, die die Schmutzpartikel beim Übergang des Wassers vom Schmutzwassertank zum Frischwassertank herausfiltern. Da jedoch auch der Filter keine unbegrenzte Standzeit hat und sich im Laufe seines Einsatzes mit Schmutzteilchen zusetzt, muss der Filter in gewissen Abständen gereinigt oder ersetzt werden.

Der Verbrauch an Filtern ist dementsprechend hoch und teuer, andererseits führt die Herausnahme des Filters zum Reinigen wiederum zur Unterbrechung des Reinigungsprozesses.

Es ist des weiteren aus der DE 40 38 954 C2 ein Verfahren zum Abtransportieren von an einer zylindrischen Mantelwand einer rotierenden Zentrifuge befindlichen Feststoffen, insbesondere von der Zentrifuge aus einem Flüssigkeits-Feststoff-Gemisch sedimentierten Feststoffen, bekannt. Diese bekannte vorrangig in der metallverarbeitenden Industrie verwendete Zentrifuge weist eine Trommel mit zueinander parallelen Stirnwänden und einer Mantelwand auf, die aus einem zylindrischen Teil und einem konisch sich nach oben verengenden Teil besteht. Die sedimentierten Feststoffe werden zu einer Feststoff-

Ausgangsöffnung durch Überstreichen der gesamten Metallinnenwand mittels einer Transporteinrichtung, beispielsweise Schnecke, abtransportiert, um ein Verstopfen der Zentrifuge zu vermeiden. Schnecke und Trommel besitzen einen gemeinsamen Antrieb, wobei entsprechende getriebemäßige Kopplungen, wie Spindel, Planentengetriebe, Zahnräder etc. zwischen Trommel und Schnecke notwendig sind, um eine Relativbewegung zwischen Trommel und Schnecke zu ermöglichen, Des weiteren sind Leitbleche und Einbauelemente vorhanden, die ein Abtransport des eintretenden Flüssigkeits-Feststoff- Gemisch in Richtung Austragsöffnung verhindern sollen. All diese Merkmale führen dazu, dass die bekannte Zentrifuge sehr massiv, schwer und daher für den Einsatz in Reinigungsautomaten nicht geeignet ist.

Bekannt ist aus der DE 100 32 782 Cl auch eine Vorrichtung zum Reinigen von bei Reinigungsmaschinen, beispielsweise Scheuer-Saugautomaten, anfallenden Schmutzwasserflotten durch Filtrieren mit einem Sandfilter bekannt, der beim Filtrieren von der Schmutzwasserflotte durchströmt ist und beim Rückspülen entgegen der Filtrierrichtung durch ein Luft- Wasser-Gemisch umgewälzt wird.

Mit dieser bekannten Filtriermethode wird zwar der Verbrauch an Filtermaterial reduziert, jedoch der Abscheideprozess bleibt zeitaufwendig, wodurch die Reinigungs-bzw.

Flächenleistung der Automaten beschränkt wird.

Bei diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Abscheidegeschwindigkeit der Feststoffe aus der Flüssigkeit beim Reinigungsprozess durch den Einsatz der zentrifugalen Sedimentation anstelle der Filterabscheidung zu erhöhen, die Flächenleistung des Reinigungsprozesses unter Vereinfachung des Aufbaus der Zentrifuge durch Wegfall von

Transporteinrichtungen bei gleichzeitiger Reduzierung ihres Gewichts, einfacher Handhabung und geringen Kosten zu steigern.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und 14 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind den entsprechenden Unteransprüchen entnehmbar.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht vor allem darin, das der Trennprozess der Feststoffteilchen von der Flüssigkeit durch die beim Zentrifugieren üblichen hohen Zentrifugalkräfte, die ein bis zu Tausendfaches der Erdbeschleunigung g erreichen, wesentlich beschleunigt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, das der Trennprozess mit sehr geringen Wassermengen durchgeführt werden kann und die erreichten Verweilzeiten klein sind. Eine Kreislauffahrweise ist ohne Probleme möglich.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist kostengünstig, einfach im Aufbau und lässt sich ohne großen Aufwand in vorhandene Bodenreinigungsmaschinen integrieren.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Es zeigt : Fig. 1 eine schematische Darstellung des Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 einen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 2 und 5, Fig. 4 eine Einzelheit X am Überlauf gemäß Fig. 1 Fig. 5 eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Pumpenkammer, Fig. 6 eine Darstellung eines statischen Pumpenleitkörpers.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung soll am Beispiel einer Anwendung einer nicht dargestellten Bodenreinigungsmaschine dargestellt werden.

Fig. 1 zeigt den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bei bekannter Zuflussmenge Z an Schmutzwasserflotte S bei Rotation des rotationssymmetrischen Hohlkörpers 1 um seine Symmetrieachse B-B nach einer Verweilzeit t. Infolge der Dichteunterschiede zwischen den in der Schmutzwasserflotte enthaltenen Feststoffteilchen T und der Flüssigkeit F scheiden sich die Teilchen T an der Innenseite 24 des Vollmantels M des rotierenden Hohlkörpers 1 ab. Die von den Feststoffteilchen befreite Flüssigkeit F steigt bis zur Höhe H des Überlaufs 2 an, bildet eine gereinigte Flüssigkeitsschicht FR und wird durch die Fliehkräfte an der Innenseite 24 des Vollmantels M bis zum Überlaufniveau gehalten. Feststoffteilchen T und die gereinigte Flüssigkeit F rotieren mit der Drehzahl des Hohlkörpers 1. Durch die Zuleitung 3 fließt kontinuierlich Schmutzwasserflotte S mit

der Zuflussmenge Z weiter zu. Für die Überlaufmenge Ü an gereinigter Flüssigkeit gilt dann, dass die Zuflussmenge Z an Schmutzwasserflotte im Zuflusszeitpunkt tl gleich der Überlaufmenge Ü an gereinigter Flüssigkeit zum Zeitpunkt tl + At sein muss, wobei At die Laufzeit eines Flüssigkeitsteilchen über die Länge L des Hohlzylinders 1 ist. Die Überlaufmenge Ü an gereinigter Flüssigkeit ist dabei geringer als die in Rotation befindliche Flüssigkeitsschicht FR. Im Zeitpunkt t, + At rotiert die Überlaufmenge Ü mit der Winkelgeschwindigkeit Go = 2nf und erfährt eine tangentiale Beschleunigung, mit der die Überlaufmenge Ü den Überlauf 2 verlässt. Die der Überlaufmenge Ü innewohnende Bewegungsenergie reicht aus, um die Überlaufmenge Ü an gereinigter Flüssigkeit selbsttätig abzuleiten.

Beispiel 1 Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in senkrechter Einbaulage beim Abscheideprozess im Längsschnitt. Die Vorrichtung besteht aus einem statischem Grundgehäuse 4, das aus Seitenwände 5, einem Boden 6 und einer Abdeckhaube 7 gebildet ist. Das Grundgehäuse 4 ist durch eine Trennwand 8 in zwei Kammern 9 und 10 geteilt, wobei die obere Kammer 9 durch die Trennwand 8 flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist.

Die untere Kammer 10 nimmt einen Antrieb 11 und ggf. eine am Boden 6 befestigte Pumpe 12 auf. Der Antrieb 11, beispielsweise ein Motor mit hoher Drehzahl, ist außenseitig an der Trennwand 8 angeflanscht. Die Antriebswelle mit Kupplung 14 des Antriebs 11 liegt auf der senkrechten Symmetrieachse B-B des Grundgehäuses 4.

Die Trennwand 8 ist konkav nach innen eingezogen und besitzt deshalb ein nach außen gerichtetes Gefälle, das in einen nach außen führenden Ablaufstutzen 13 mündet.

In der oberen Kammer 9 befindet sich der rotationssymmetrische, trommelförmige Hohlkörper 1, der über die Kupplung 14 mit der Antriebswelle des Antriebs 11 drehfest verbunden ist. Der Hohlkörper 1 besteht aus einen Boden 15 und einem vom Boden 15 aufragenden zylindrischen Vollmantel M, der am seinem oberen Rand einen senkrecht in das Innere des Hohlkörpers 1 hineinragenden Überlaufrand 16 trägt. Die Symmetrieachse des Hohlkörpers 1 liegt auf der Achse B-B. Zentrisch im Boden 15 ist ein Lager 17 angeordnet, das sich an der Antriebswelle drehbar abstützt.

Der Überlaufrand 16 kann verstellbar ausgeführt sein, das durch die gestrichelten Linien in Fig. 2 kenntlich gemacht ist.

Der Boden 15 des Hohlkörpers 1 trägt eine Verteilerscheibe 18 mit Leitelementen 19, die mit dem Hohlkörper 1 drehfest verbunden ist und somit um die Symmetrieachse B-B mitrotiert.

Es ist auch möglich, den Boden 15 selbst mit Leitelementen 19 zu versehen und auf eine separate Verteilerscheibe zu verzichten.

Unmittelbar am Rand 20 der Verteilerscheibe 18 kann ein Grobfangsieb 21 angebracht sein, um sicherzustellen das keine großen bzw. groben Partikel im Abscheidebereich zu Verstopfungen führen.

Mittig durch die Abdeckhaube 7 ist entlang der Symmetrieachse B-B durch die vom Überlaufrand 16 freigegebene Öffnung ein Zulaufrohr 22 für die Schmutzwasserflotte in den Hohlkörper 1 bis oberhalb der Verteilerscheibe 18 geführt.

Das Zulaufrohr 22 ist an der Abdeckhaube 7 befestigt und trägt eine Grobschmutz-Fangkammer 23, die etwa im unteren Drittel des Hohlkörpers 1 oberhalb der Verteilerscheibe 18 angeordnet ist.

In der Innenseite 24 des Vollmantels M des Hohlkörpers 1 sind, wie Fig. 3 zeigt, Kammersegmente 25 und

Feststoffkammern 26 eingearbeitet, wodurch die Eigenbewegung des Schmutzwassers in Dickenrichtung der abgeschiedenen Feststoffe eingeschränkt wird. An der Innenseite 24 des Vollmantels M können entsprechende Fangelemente 27, wie Fangvlies, Filtersack und/oder Filtertasche, befestigt sein.

Fig. 4 zeigt eine Möglichkeit der Verstellbarkeit des Überlaufrandes 16 durch eine am Überlaufrand 16 befestigte Lippendichtung 28, wodurch bei zu großem Flüssigkeitszuschuss die Lippendichtung auf Grund des höheren Wasserdruckes mehr Flüssigkeit ablaufen lässt. Die Überlaufmenge Ü kann dadurch besser an die Zulaufmenge angepasst werden.

Die Schmutzwasserflotte S wird durch das Zulaufrohr 22 in den rotierenden Hohlkörper 1 geleitet. Über den Auslauf des Zulaufrohrs 22 gelangt die vom Grobschmutz vorgereinigte Schmutzwasserflotte S auf die sich in Rotation befindliche Verteilerscheibe 18 mit Leitelementen 19 oder auf den Boden 15. Die verunreinigte Zulaufmenge Z der Schmutzwasserflotte wird durch die Leitelemente 19 beschleunigt, in Richtung der Innenseite 24 des rotierenden Vollmantels M des Hohlkörpers 1 gedrückt und von den Kammersegmenten 25 oder den Filterelementen 27 mitgenommen und in Rotation gehalten. Die Drehzahl des Antriebs 11 beträgt beispielsweise 5000 l/s.

Auf Grund der unterschiedlichen Massen von Feststoffpartikel T und des Wassers F werden die Feststoffpartikel T zur Innenseite 24 des Vollmantels M des Hohlkörpers 1 gedrückt, als Feststoffkuchen gesammelt oder in den leicht entfernbaren Fangelementen 27 gesammelt. Bedingt durch die ständige und/oder internierende Abscheidung von Feststoffteilchen T bildet sich entsprechend der eingestellten Höhe H des Überlaufrandes 16 eine Flüssigkeitsschicht FR am Vollmantel M des Hohlkörpers 1 aus. Die erreichte Dicke der

Flüssigkeitsschicht FR bestimmt dann den resultierenden Reinigungsgrad. Die weiterhin zulaufende Menge Z der Schmutzwasserflotte S bedingt eine weitere Erhöhung der Dicke der Flüssigkeitsschicht FR, wodurch eine Überlaufmenge Ü den Überlaufrand 16 übersteigt. Die Bewegungsenergie der Überlaufmenge Ü reicht aus, um die Überlaufmenge Ü über den durch Seitenwand 5 und äußerer Mantelfläche des Hohlkörpers 1 gebildeten Zwischenraum 29 in den Ablaufstutzen 13 selbsttätig abzuführen. Es ist auch möglich, das gereinigte Wasser durch Zwischenschalten einer Pumpe 12 als Druckwasser abzuscheiden.

Das an der Innenseite des Vollmantels gehaltene Volumen der Flüssigkeitsschicht FR ist so bemessen, dass eine ausreichende Verweilzeit t für die Abtrennung der Feststoffteilchen T gewährleistet ist.

Auf Grund der im Verhältnis zur Menge der Flüssigkeitsschicht FR sehr geringen Überlaufmenge Ü gelangt nur eine dünne Randschicht an gereinigter Flüssigkeit in den Ablaufstutzen 13.

Ist die abgeschiedene Schicht so stark angewachsen, dass eine Reinigung der zulaufenden Schmutzwasserflotte nicht mehr gegeben ist, wird der Zufluss an Schmutzwasserflotte unterbrochen, die Fangelemente entnommen und Spülflüssigkeit in den Hohlkörper 1 geleitet.

Der Spülprozess wird bei sich verändernder Drehzahl durchgeführt, um die Schmutzkammern vom Filterkuchen zu befreien. Nach vollzogenen Rückspülen, kann der Abscheideprozess fortgesetzt werden.

Beispiel 2 Die Fig. 5 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in ebenfalls senkrechter Einbaulage mit einer integrierten Pumpenkammer. Es ist natürlich auch möglich, eine waagerechte

Einbaulage zu realisieren, ohne die Erfindung zu verlassen.

Der Gehäuseaufbau entspricht grundsätzlich dem des Beispiels 1, so dass die verwendeten Bezugszeichen beibehalten werden.

Lediglich die Trennwand 8 ist eben ausgeführt, besitzt keinen Ablaufstutzen 13 und die separate Pumpe 12 entfällt. Die Anordnung und Lage des Antriebs 11 entspricht derjenigen des Beispiels 1.

In der oberen Kammer 9 befindet sich der rotationssymmetrische Hohlkörper 1, in dem oberhalb des Bodens 15 ein Zwischenraum 30 durch ein an der Innenseite 24 des Vollmantels M befestigtes Zwischensegment 31 ausgebildet ist. In das Zwischensegment 31 sind Überlauföffnungen 32 eingebracht, die in den Zwischenraum 30 führen. Im Zwischenraum 30 ist ein statischer Pumpenleitkörper 33 eingesetzt, der eine Vielzahl von Leitkammern 35 aufweist, die einen sich verengenden Strömungsquerschnitt besitzen. Die Leitkammern 35 führen zentrisch in ein auf der Symmetrieachse B-B gelegenes Ablaufrohr 36, das durch die Abdeckhaube 7 nach außen geführt ist. Schaufelartige, an der Innenseite 24 des rotierenden Vollmantels M befestigte Mitnehmerelemente 34 sichern den Eintritt der rotierenden Überlaufmenge Ü in die Leitkammern. Die Überlaufmenge Ü an gereinigter Flüssigkeit F wird dadurch in eine Vielzahl von radialen Teilströmen TR aufgeteilt, deren Geschwindigkeit sich beim Durchströmen der Leitkammern 35 entsprechend erhöht. Das starre, mit dem Pumpenleitkörper 33 verbundene Ablaufrohr 36 stützt sich durch ein am Zwischensegment 31 zentrisch angeordnetes Lager 37 ab.

Das Zulaufrohr 22 für die Schmutzwasserflotte S ist koaxial zur Symmetrieachse B-B in den oberen Bereich des Hohlkörpers 1 geführt und mit seinem Auslauf senkrecht auf die Innenseite 24 des Vollmantels M gerichtet. Alternativ ist es auch möglich, am oberen, senkrecht vom Vollmantel M aufragenden

Rand 38 einen Verteilerteller 39 zu befestigen und die Auslauföffnung des Zulaufrohres 22 auf den Verteilerteller 39 zu richten. Der Verteilerteller 39 rotiert mit dem Hohlkörper 1 und lenkt die austretende Schmutzwasserflotte S in Richtung Innenseite 24 des Vollmantels M.

In der Innenseite 24 des Vollmantels sind wie im Beispiel 1 Kammersegmente 25 und Schmutzkammern 26 eingearbeitet. Der Abscheideprozess der Feststoffpartikel T verläuft wie im Beispiel 1. Die von den Feststoffteilchen T befreite Flüssigkeit bewegt sich in Richtung Zwischensegment 31 und tritt durch die Überlauföffnungen 32 in den Zwischenraum 30.

Durch die Mitnehmerelemente 34 wird die übergelaufene gereinigte Flüssigkeit in Rotation gehalten. Mit zunehmender Flüssigkeitsmenge wird die mit hoher Rotationsenergie bewegte gereinigte Flüssigkeit in die Leitkammern 35 des statischen Pumpenleitkörpers 33 geleitet und als Druckflüssigkeit durch das Ablaufrohr 36 abgeführt.

Bezugszeichenliste Symmetrieachse B-B Dicke der Flüssigkeitsschicht D Flüssigkeit F Gereinigte Flüssigkeitsschicht FR Höhe des Überlaufs H Vollmantel M Schmutzwasserflotte S Teilströme TR Verweilzeit t Zulaufzeitpunkt tl Überlaufzeitpunkt tl+At Feststoffteilchen T Überlaufmenge Ü Zuflussmenge Z Hohlkörper 1 Überlauf 2 Zuleitung 3 Statisches Grundgehäuse 4 Seitenwand 5 Boden 6 Abdeckhaube 7 Trennwand 8 Obere Kammer 9 Untere Kammer 10 Antrieb 11 Pumpe 12 Ablaufstutzen 13 Kupplung 14 Boden 15 Überlaufrand 16

Lager 17 Verteilerscheibe 18 Leitelemente 19 Rand von 18 20 Grobfangsieb 21 Zulaufrohr 22 Grob-Schmutz-Fangkammer 23 Innenseite des Vollmantels M 24 Kammersegment 25 Feststoffkammer 26 Filterelemente 27 Lippendichtung 28 Äußerer Zwischenraum 29 Zwischenraum (Pumpkammer) 30 Zwischensegment 31 Überlauföffnung 32 Pumpenleitkörper 33 Mitnehmerelemente von 33 34 Leitkammern 35 Ablaufrohr 36 Lager 37 Oberer aufragender Rand 38 Verteilerteller 39