具有涡流的无接触的清洁设备

摘要

说明一种用于无接触地清洁工件的设备(1)以及一种相应的方法。所述设备(1)具有：第一空心体(2)，其中，所述第一空心体(2)适用于至少部分地容纳待清洁的工件；第二空心体(3)，其中，所述第二空心体(3)至少部分地包围第一空心体(2)；以及在第一空心体(2)和第二空心体(3)之间的用于在第一空心体(2)和第二空心体(3)之间介质流的可动的喷嘴环(4)，其中，所述喷嘴环(4)能够借助于驱动装置(6)运动。

权利要求

1.用于无接触地清洁工件的设备(1)，所述设备(1)具有：第一空心体(2)，其中，所述第一空心体(2)适用于至少部分地容纳待清洁的工件；

第二空心体(3)，其中，所述第二空心体(3)至少部分地包围第一空心体(2)；以及可动的喷嘴环(4)，位于第一空心体(2)和第二空心体(3)之间，用于允许在第一空心体(2)和第二空心体(3)之间的介质流动，其中，所述喷嘴环(4)能够借助于驱动装置(6)运动。

2.根据权利要求1所述的设备(1)，其中，所述第一空心体(2)具有至少一个电离器(5)。

3.根据权利要求2所述的设备(1)，其中，所述电离器(5)具有多个电离尖端(5a、5b、

5c)，所述电离尖端周向地设置在第一空心体(2)的输入开口(2a)中。

4.根据权利要求3所述的设备(1)，其中，所述电离尖端(5a、5b、5c)适用于发射不同的带电离子。

5.根据权利要求2所述的设备(1)，还具有：与电离器(5)连接的高压源。

6.根据权利要求1至5之一所述的设备(1)，其中，所述第一空心体(2)适用于连接到低压源上。

7.根据权利要求1至5之一所述的设备(1)，其中，所述第二空心体(3)适用于连接到超压源或者低压源上。

8.根据权利要求1至5之一所述的设备(1)，其中，所述喷嘴环(4)具有至少一个喷嘴(6)，用于控制在第一空心体(2)和第二空心体(3)之间的介质流。

9.根据权利要求1至5之一所述的设备(1)，其中，所述设备(1)还具有：用于使喷嘴环(4)运动的驱动装置(6)。

10.根据权利要求9所述的设备(1)，其中，所述驱动装置(6)是电动马达或者气动马达。

11.根据权利要求1至5之一所述的设备(1)，其中，所述第一空心体(2)和/或第二空心体(3)具有至少一个过滤器。

12.根据权利要求1至5之一所述的设备(1)，还具有：用于保持待清洁的工件的保持器件。

13.用于无接触地清洁工件的方法，所述方法包括：经由第一空心体(2)的第一输入开口(2a)将待清洁的工件至少部分地导入到第一空心体(2)中；

通过将空气经由可动的喷嘴环(4)吹入到第一空心体(2)中，在第一空心体(2)中产生气流，其中，可动的喷嘴环(4)设置在第一空心体(2)和第二空心体(3)之间，其中，第二空心体(3)至少部分地包围第一空心体(2)；以及同时使喷嘴环(4)运动。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：发射离子到气流中。

15.根据权利要求13所述的方法，还包括：使待清洁的工件在已产生的气流中运动。

说明书

具有涡流的无接触的清洁设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种无接触的清洁设备，特别是涉及一种用于去除在工件上附着的颗粒的清洁设备以及一种相应的方法。

背景技术

[0002] 在生产工件时、特别是在生产由塑料制成的这种工件时，由于生产条件或者在生产过程期间对工件的加工、例如铣销或者摩擦工件，总是发生颗粒沉积在待生产的或者待
加工的工件表面上。所述颗粒不仅使完成的产品的外观变色，而且对于进一步的加工步骤
也可能是有妨碍的，例如，当工件应该上漆时等等。也可设想，制造或者加工这样精细的工
件，在所述工件中附着的颗粒本身已经妨碍工件的功能性，例如当工件构成精密机械装置
的部件时。

[0003] 因此，为了将所述颗粒从工件表面去除，通常用压缩空气喷射工件，从而将颗粒从表面吹走。

[0004] 虽然上述吹走颗粒的方式具有清除工件表面的颗粒的优点，但是导致，所述颗粒分布在周围环境中并且随后可能再次沉积在工件上。另一个缺点例如产生在无尘室环境
中。如果颗粒在这里分布在周围环境中，那么将污染无尘室。

发明内容

[0005] 因此本发明的任务在于提供一种设备和一种方法，所述设备和方法不具有上述缺点并且利用所述设备和方法可以简单地无接触地清洁工件，而对此不需要复杂的且高成本
的结构并且所述设备和方法避免污染周围环境。此外，所述任务在于提供一种设备，所述设
备不需要压缩空气。

[0006] 按照本发明，所述任务通过用于无接触地清洁工件的设备来解决，其中，所述设备具有第一空心体，所述第一空心体适配于至少部分地容纳待清洁的工件。空心体包围限定
的空间。空心体具有至少一个输入开口，所述输入开口这样确定尺寸，使得通过所述输入开
口可以将待清洁的工件至少部分地导入到空心体中。此外，空心体也可以具有第二输入开
口，所述第二输入开口也可以称作输出开口。所述输出开口能够这样适配，使得所述输出开
口能够连接到低压源上，从而能够在输入开口与输出开口之间产生抽吸。所述抽吸导致在
第一空心体内部的气流。本领域技术人员理解，即使在这里提到的是气流，也产生在按照本
发明的设备中使用的介质流。如果例如在惰性气体环境的情况下使用按照本发明的设备，
则产生惰性气体流。一般也可以说，产生在所述设备中使用的介质流。

[0007] 此外，按照本发明的设备还具有第二空心体，所述第二空心体至少部分地包围第一空心体。在此，两个空心体可以具有共同的输入开口或者输出开口。例如第一空心体和第
二空心体能够形成一个同轴管，亦即一个管在一个管中，其中，内管由第一空心体形成，并
且外管由第二空心体形成。本领域技术人员理解，即使在这里谈及的是管，上述空心体也可
以具有任意的几何形状，亦即例如可以设计成多角的或者椭圆形的。

[0008] 按照本发明，在两个空心体之间存在呈可动的喷嘴环形式的连接，上述喷嘴环允许在第一空心体和第二空心体之间的介质流动。因此例如除了在第一空心体中产生的抽吸
之外，通过第二空心体和喷嘴环可以将空气吹进第一空心体中。由于喷嘴环可以运动并且
例如由驱动装置驱动，所以吹进第一空心体中的空气产生涡流，从而在第一空心体内部产
生涡流。所述涡流允许对待清洁的工件的增强的气流作用。此外，所述涡流具有如下优点，
即，气流以总是不同的角度作用于待清洁的工件并且由此能够更良好地吹走附着的颗粒。
这样分离的颗粒通过第一空心体朝向低压源抽吸并且因此不到达周围环境中。基于产生的
涡流，气流的较低的压力也足以实现增大的清洁作用。因此，例如第一空心体的输出开口可
以与鼓风机的吸气部连接，而第二空心体的输入开口能够与鼓风机的排气部连接。亦即，使
空气在第一空心体和第二空心体之间流通。也可以说，鼓风机从第一空心体抽出空气并且
通过第二空心体和可动的喷嘴环将该空气又吹进到所述空心体中。

[0009] 因此，按照本发明的设备具有如下优点，即，可以简单地清洁工件，而在此不污染周围环境。按照本发明的设备的另一个优点在于，不必为了清洁工件而使用压缩空气，亦
即，不需要对于压缩空气清洁所必需的油分离器或者冷凝水分离器。

[0010] 在本发明的一种优选的实施方式中，第一空心体例如在其输入开口处具有电离器，以便也分离静态地在工件表面上附着的颗粒。电离器能够借助于可连接的高压发射离
子，所述离子能够至少局部地电离在电离器上流动经过的空气或者流动经过的介质。如果
将所述已电离的气流直接转向工件表面，则工件表面静电地放电并且能够吹走静态地附着
的颗粒。电离器可以具有多个电离尖端。所述电离尖端也可以被称作发射尖端并且与高压
源连接。电离尖端能够例如周向地设置在第一空心体的输入开口上或者所述输入开口中。
电离尖端的这种布置结构也可以被称作电离缘或者电离环。在此，所有电离尖端可以发射
相同的带电离子或者不同的电离尖端可以发射不同的带电离子。这确保，可以考虑不同的
表面电荷轮廓，亦即，由于能够发射两个极性的离子，能够中和静电荷并且能够消除颗粒的
静态的附着。在此，例如能够发射正极离子的电离尖端与能够发射负极离子的电离尖端交
替地设置。例如也可能的是，相互错开地设置两个电离缘，其中，每个电离缘分别发射特定
极性的离子。

[0011] 在本发明的一种优选的实施方式中，喷嘴环具有至少一个喷嘴。所述至少一个喷嘴能够允许在第一空心体和第二空心体之间的介质流动。通过喷嘴环的运动，所述至少一
个喷嘴不是静止地保持在一个位置，而是随着时间改变其位置。在此，喷嘴也能设计成，其
取向是可调整的并且例如在喷嘴环运动期间改变。所述调整例如能够在喷嘴环转动期间改
变。此外，也可能的是，所述至少一个喷嘴在形状和大小方面能够改变，从而能够有针对性
地调整介质流。在第一空心体和第二空心体之间也可以构造多个喷嘴。所述喷嘴例如按照
使用情况也是可更换的，从而介质流例如能够适配于待清洁的工件的几何形状。例如在将
工件导入到第一空腔时也可以无接触地扫描工件并且所述至少一个喷嘴能够相应地自动
地这样调整，使得所述喷嘴产生与工件的几何形状相匹配的介质流。同样情况也适用于喷
嘴环的运动，所述运动也能够匹配于工件的形式和几何形状。如果已知工件的几何形状，则
所述至少一个喷嘴和其调整机构也可以这样调整，使得所述至少一个喷嘴的自动调整和喷
嘴环的相应的运动基于工件导入到第一空心体中的导入深度进行。

[0012] 在本发明的另一种优选的实施方式中，驱动装置使可动的喷嘴环运动。所述运动可以是直接运动或者间接运动。例如驱动装置能与喷嘴环直接耦联，从而将驱动装置的运
动直接传递到喷嘴环上并且所述喷嘴环与驱动装置的运动相对应地运动。但是也可能的
是，驱动装置间接地与喷嘴环耦联，例如借助于传动机构、齿轮装置或者驱动皮带耦联。在
所述情况下驱动装置的运动不是直接传递到喷嘴环上。这具有如下优点，即，驱动装置与喷
嘴环能够间隔开间距地设置。在之前提到的示例中，例如驱动装置的运动首先传递到传动
机构、齿轮装置或者驱动皮带上并且然后传递到喷嘴环上。但是本领域技术人员已知，运动
的传递仅是示例性的并且也一同包括其他传递可能性。作为驱动装置可以使用电动马达或
者气动马达。所述马达例如可以是喷嘴环的一部分。也可设想，马达是第一空心体或者第二
空心体的部件或者为此是单独的。但是驱动装置也能通过喷嘴环本身的构造提供，即，喷嘴
环例如可以具有薄片、叶轮或者类似物，所述薄片、叶轮或者类似物通过经由第一空心体
和/或第二空心体流入的空气使喷嘴环处于运动中。

[0013] 在本发明的另一种优选的实施方式中，第一空心体和/或第二空心体具有至少一个过滤器。所述至少一个过滤器例如可以设置在第一空心体的输出开口上或者所述输出开
口中。所述过滤器能够接收吹走的颗粒，从而这些颗粒才绝对不到达连接输出开口的低压
源中。所述至少一个过滤器可以是可替换的。本领域技术人员也已知，不仅可以使用一个过
滤器，而且能够使用多个过滤器，这些过滤器例如过滤不同大小的颗粒。附加地或者备选
地，也可以在第二空心体的输入开口处设置至少一个过滤器。所述至少一个过滤器于是能
够阻止，在气流中的颗粒通过喷嘴环到达待清洁的工件上。所述过滤器也可以是可替换的
并且包括多个过滤器。

[0014] 在按照本发明的设备的另一种优选的实施方式中，所述设备还具有用于保持待清洁的工件的保持器件。所述保持器件例如可以在第一空心体内部将工件保持在特定的位置
中。也可能的是，保持器件保持工件并且至少部分地在第一空心体中运动。在此，保持器件
例如也可以引起工件在第一空心体内部的转动，从而气流能够优化地环流工件的整个表面
并且去除相应的附着的颗粒。

[0015] 在按照本发明的设备的又一种优选的实施方式中，第一空心体还具有限制器件，所述限制器件阻止工件过深地导入到空心体中或者通过低压源吸住。例如空心体在内部具
有栅格，所述栅格这样设计，使得它阻止工件被低压源吸住。

[0016] 在按照本发明的设备的又一种优选的实施方式中，将待清洁的工件导入到第一空心体中并且通过该空心体运动。在此，待清洁的工件能够要么通过器件强制导向要么基于
重力而运动。在后者的情况下也可以说，待清洁的工件穿过所述设备下落并且在下落时被
清洁。

[0017] 在按照本发明的设备的又一种优选的实施方式中，所述设备具有另一个开口，另一种介质能够通过该开口引入到第一空心体中。所述另一种介质例如可以与通过第一空心
体抽吸的介质不同。所述另一种介质例如可以是清洁介质。

[0018] 在按照本发明的设备的又一种优选的实施方式中，所述设备在第一空心体的输入开口的区域中具有至少一个压力传感器或者气量计，所述压力传感器或者气量计与控制装
置连接。控制装置能够基于测量的值至少控制低压源以及(如果存在的话)控制连接的超压
源和喷嘴环的运动。

[0019] 在另一种优选的实施方式中，多个按照本发明的设备层级状地相继地设置。在此，这些设备能够要么直接相继地设置，亦即，第一设备的第一空心体的所述至少一个输出开
口与第二设备的第一空心体的输入开口连接，等等，要么这些设备能够相互间间隔开距离
地设置。待清洁的工件在此能够通过所有相继设置的设备运动或者下落，从而能够消除不
同程度的污物。

[0020] 上述任务也通过按照本发明的用于无接触地清洁工件的方法来解决。按照本发明的方法包括：至少部分地将待清洁的工件经由第一空心体的第一输入开口导入到第一空心
体中；通过将空气经由可动的喷嘴环吹入到第一空心体中在第一空心体中产生气流，其中，
可动的喷嘴环设置在第一空心体和第二空心体之间，其中，第二空心体至少部分地包围第
一空心体；以及同时喷嘴环运动。

[0021] 在按照本发明的方法的另一种优选的实施方式中，所述方法还包括发射离子到气流中。

[0022] 在按照本发明的方法的另一种优选的实施方式中，所述方法还包括使待清洁的工件在产生的气流中运动。工件的所述运动例如能够通过保持器件来实现，所述保持器件在
第一空心体内部转动待清洁的工件，从而气流能够优化地环流工件并且能够吹走在表面上
附着的颗粒。待清洁的工件例如也可以通过所述设备运动，亦即，由第一空心体的输入开口
向第一空心体的输出开口运动。

[0023] 在按照本发明的方法的又一种优选的实施方式中，所述方法还包括在结束清洁过程之后从第一空心体取出工件。也就是说，将工件再次通过导入工件的输入开口从第一空
心体取出。这具有如下优点，即，工件不朝向吹走的颗粒运动，从而不存在发生再次污染的
危险。

附图说明

[0024] 以下借助于在附图中示出的实施例更详细地阐述本发明。由所描述的实施例得出本发明的技术方案的其他细节、特征和优点。图中：

[0025] 图1示出按照本发明的设备的一个实施例的视图；

[0026] 图2示出按照本发明的设备的在图1中示出的实施例的纵剖面；以及

[0027] 图3示出按照本发明的设备的在图1中示出的实施例的在图2中示出的纵剖面的3D视图。

具体实施方式

[0028] 图1示出按照本发明的设备1的实施例。在这里示出的实施例中，设备1具有同轴管状的结构。也就是说，设备1包括呈现为第一空心体的内管2，该内管具有输入开口2a以及输
出开口2b。在第一开口2a与第二开口2b之间存在介质流动的可能性。此外，在这里示出的实
施例中，所述设备1具有呈现为第二空心体的第二管3，所述第二管至少部分地包围第一管
2。也可以说，第一管2是内管或者内部的空心体并且第二管是外管或者外部的空心体。第二
管3具有输入开口3a并且在这里示出的实施例中在内部与第一管2连接，从而在第二管3的
输入开口3a与第一管2之间存在介质流动的可能性。例如鼓风机的送风部能够连接于开口
3a，从而能够将介质由外管3吹进内管2中，由此在第一管2内部产生由其输入开口2a至其输
出开口2b的介质流。于是，为了加强气流，还可以将低压源连接于第一管2的输出开口2b，所
述低压源附加地从第一管2的内部抽吸空气。低压源例如可以是鼓风机的吸气部，利用所述
鼓风机通过第二管3的输入开口3a将空气吹入到第一管2中。在第一管2的内部的介质流使
得如果待清洁的工件通过输入开口2a运动到管2中时，则所述工件被产生的介质流环流。由
此吹走附着的颗粒并且使所述颗粒朝向第一管2的输出开口2b运动，在那里所述颗粒例如
能够由在这里未示出的过滤器接收。

[0029] 为了能够使气流优化地环流工件，在第一管2与第二管3的连接之间设置在这里未示出的可动的喷嘴环。所述喷嘴环通过至少一个喷嘴将吹入到第二管3中的空气引入到第
一管2中，其中，通过喷嘴环的运动在吹入空气时产生涡流，所述涡流不仅增大第一管2中的
抽吸作用，而且也确保，气流以不同的角度作用于待清洁的工件。在这里示出的实施例中，
喷嘴环通过驱动装置6运动。

[0030] 为了也使静态附着的颗粒与工件分离，在输入开口2a中或者在输入开口2a上设置在这里未示出的电离器，所述电离器借助于高压发射离子，所述离子致使工件的表面电荷
的中和作用，从而能够吹走此外静态附着的颗粒。

[0031] 图2示出按照本发明的设备1的在图1中示出的实施例的纵剖面。

[0032] 在这里示出的实施例中，内管2至少部分地由外管3包围。在这里示出的实施例中，在第一管2和第二管3之间设置喷嘴环4，所述喷嘴环在这里示出的实施例中具有至少一个
喷嘴7。如果在外管3的输入开口3a处例如连接有鼓风机，则空气通过喷嘴7吹进。因此，在喷
嘴7与内管2之间产生介质流。由于伯努利效应，也通过输入开口2a从所述介质流抽吸介质，
从而在输入开口2a与输出开口2b之间产生介质流。在这里示出的实施例中，输入开口2a设
计成漏斗形的，以便促进介质流。附加地，在输出开口2b处也可以连接有低压源。喷嘴环4在
这里示出的实施例中是在第一管2的空腔和第二管3的空腔之间的边界并且使所述空腔相
互分隔开，通过所述喷嘴环4的运动，空气仅通过在第二管3与第一管2之间的所述至少一个
喷嘴7流动。如果喷嘴环4通过驱动装置运动，则随着时间观察所述至少一个喷嘴7的位置改
变。在此可以说，所述至少一个喷嘴7在圆形轨道上运动。随着喷嘴环4的运动并且因此所述
至少一个喷嘴7的运动，在第一管2中产生循环的涡流。所述涡流不仅增强伯努利效应并且
因此确保更大程度的抽吸，而且也确保，气流以不同角度作用于待清洁的工件。在此，喷嘴
环4能够以具有低摩擦系数的材料涂覆，从而在喷嘴环4与第一管2和第二管3之间的摩擦尽
可能小。也可设想，仅在喷嘴环4与第一管2和第二管3之间的接触位置处以具有低摩擦系数
的材料涂覆所述喷嘴环4和/或所述第一管2和第二管3。

[0033] 在这里示出的实施例中，喷嘴环4借助于驱动装置6运动，所述驱动装置通过齿轮装置8与喷嘴环4连接。为此，喷嘴环4在其外侧上、亦即在面对第二管3的一侧上具有齿轮
缘，所述齿轮缘与齿轮装置8的齿轮接触，所述齿轮装置的齿轮又与驱动装置6的齿轮连接。
齿轮装置8在此如在驱动装置6和喷嘴环4之间的传动器一样地起作用，从而喷嘴环4的转速
相比于驱动装置6的转速更高。在此，本领域技术人员已知，在这里说明的由驱动装置6到喷
嘴环4的运动传递的示例仅是示例性的并且也一同包括其他运动传递方式。因此，例如也可
设想，驱动皮带围绕喷嘴环4延伸，所述喷嘴环通过驱动装置6运动。但是也可设想，驱动装
置6本身是喷嘴环4的部件。喷嘴环4也可能具有薄片或者叶片，所述薄片或者叶片通过吹进
到第二管3的输入开口3a中的空气负责将喷嘴环4置于运动中。

[0034] 在这里示出的实施例中，设备1在第一管2的输入开口2a处周向地具有电离尖端5a、5b、5c，所述电离尖端形成电离器5。电离器5在此能通过连接件9与高压源连接。通过高
压在电离尖端5a、5b、5c产生离子，所述离子能够中和工件的静电荷。由电离尖端5a、5b、5c
发射的离子通过产生的介质流一同引导到内管2中并且能够在那里作用于待插入的工件，
在那里发生相应的中和作用。

[0035] 图3示出按照本发明的设备的在图1中示出的实施例的在图2中示出的纵剖面的3D视图。在这里示出的实施例中，内管2的输出开口2b和外管3的输入开口3a分别配设有螺纹，
以便将低压源和超压源与相应的开口连接。

[0036] 本领域技术人员理解，所示出的实施例仅是示例性的并且所有示出的元件、器件、构件和特征能够不同地设计，但是仍然能够满足在这里说明的基本功能性。