ОБОРУДОВАНИЕ И СПОСОБ МЫТЬЯ КОВРА
EQUIPMENT AND METHOD OF CLEANING CARPET

Область техники
Изобретение относится к оборудованию для мытья ковра согласно ограничительной части пункта 1 прилагаемой формулы, а также к способу мытья ковра согласно п.13.
Уровень техники
Известное механическое оборудование для мытья ковров обычно включает в себя устройство для влажной или сухой чистки, устройство для ополаскивания водой и отдельное устройство для сушки. Отдельное устройство для сушки представляет собой, например, барабанный сушитель. Из уровня техники известны также устройства для мытья ковров, которые снабжены встроенным сушильным устройством. Однако в этом случае операция мытья осуществляется в форме сухой чистки, поскольку известными способами невозможно обеспечить достаточно быструю сушку ковра до достижения достаточно низкой влажности.
Раскрытие изобретения
Исходя из достигнутого уровня техники, первая задача, на решение которой направлено изобретение, состояла в создании оборудования и способа мытья ковров, пригодных для мытья ковров посредством влажной и сухой чистки таким образом, что мытье, ополаскивание и сушка ковра могут производиться на одном комплекте оборудования с достижением такого низкого содержания влаги в вымытом ковре, что он становится готовым к немедленному использованию без отдельной (дополнительной) операции сушки.
Вторая задача, решенная изобретением, состояла в создании оборудования для мытья ковров, которое можно постоянно использовать в непрерывном режиме для осуществления последовательного мытья нескольких ковров.
Названные задачи были решены созданием оборудования и способа мытья ковра согласно п.1 и п.13 прилагаемой формулы изобретения соответственно.
В оборудовании согласно изобретению на общей раме установлены транспортер для транспортирования ковра между частями оборудования, управляющее устройство для управления работой оборудования, по меньшей мере, одно моющее устройство и, по меньшей мере, одно сушильное устройство, установленное по направлению транспортирования за моющим устройством/моющими устройствами. При таком выполнении транспортер может перемещать ковер через моющее и сушильное устройства с одинаковой скоростью. В данном варианте оборудование содержит, по меньшей мере, одно моющее устройство, содержащее узел влажной или сухой чистки, снабженный, по меньшей мере, одной щеткой и средством для перемещения ковра. Оборудование адаптировано для мытья и сушки ковров, изнаночная сторона которых изготовлена из, по существу, воздухонепроницаемого материала, так что ковер выходит из сушильного устройства/сушильных устройств просушенным. В данном варианте сушильное устройство содержит воздуходувный аппарат, подающий сжатый воздух под давлением 200-1500 кПа, предпочтительно 200-600 кПа на лицевую (ворсовую) сторону ковра. Давление воздуха зависит от типа ковра и/или скорости транспортирования ковра на участке сушки сушильного устройства. Струя сжатого воздуха на выходе из головки воздуходувного аппарата является ламинарной и имеет постоянную толщину, причем поток воздуха, движущийся от головки воздуходувного аппарата (20) к участку (21), сушки захватывает из окружающей среды до своего поступления на участок сушки количество воздуха, в 30-40 раз превышающее количество воздуха в указанном потоке.
Способ мытья ковра посредством оборудования согласно изобретению включает, по меньшей мере, следующие операции:
- ковер транспортируют посредством транспортера с одинаковой скоростью через моющее и сушильное устройства в составе оборудования;
осуществляют управление функционированием оборудования посредством управляющего устройства;
ковер, изнаночная сторона которого выполнена из, по существу, воздухонепроницаемого материала, подвергают в моющем устройстве мытью с помощью щетки, после чего ковер транспортируют к сушильному устройству и через сушильное устройство под воздуходувным аппаратом в составе данного устройства таким образом, что, по существу, воздухонепроницаемая изнаночная сторона ковра на участке сушки обращена от воздуходувного аппарата. Ковер обдувают сжатым воздухом под давлением 200-1500 кПа, предпочтительно 200-1000 кПа, особо предпочтительно 200-600 кПа, выбираемым в зависимости от типа ковра и/или скорости транспортирования ковра на участке сушки. При этом струя сжатого воздуха на выходе из головки воздуходувного аппарата является ламинарной и имеет постоянную толщину, так что поток воздуха, движущийся от головки воздуходувного аппарата к участку сушки, захватывает из окружающей среды до своего поступления на участок сушки количество воздуха, в 30-40 раз превышающее количество воздуха в указанном потоке, которое выбрано таким, что ковер выходит из участка сушки просушенным.
3
Изобретение основано на двух главных идеях. Во-первых, оборудование согласно изобретению использует в сушильном устройстве средства сушки, позволяющие удалять воду и влагу с лицевой стороны ковра путем ее обдува большим количеством воздуха (например, при расходе 10 м/мин) под высоким давлением (200-1500 кПа, предпочтительно 200-1000 кПа). Во-вторых, оборудование согласно изобретению используют для мытья ковров с воздухонепроницаемой изнаночной стороной. Поток воздуха отражается от его изнаночной стороны, по существу, в обратном направлении, так что эффект удаления влаги, создаваемый сушильным устройством, дополнительно интенсифицируется. Таким образом, действие данного аппарата в составе сушильного устройства основано в большей степени на быстром выдувании воды или влаги из ворса ковра, чем на медленном испарении воды посредством внешней тепловой энергии, как в случае аналогичного известного оборудования. Преимущество такого решения состоит в том, что при прохождении через оборудование ковров, по существу, с воздухонепроницаемой изнаночной стороной, становится возможным проводить операции мытья, ополаскивания и сушки с одинаковой скоростью. Это является базовым условием обеспечения непрерывного процесса мытья и сушки ковра. Сушильное устройство предпочтительно использует так называемый эффект Коанды, благодаря чему количество сжатого воздуха, подаваемого непосредственно воздуходувным аппаратом, составляет примерно 1/30-1/40 общего количества воздуха, достигающего ковра. Относительно узкая струя воздуха под высоким давлением, формируемая аппаратом, засасывает из окружающей среды количество вторичного, дополнительного воздуха, в 30-40 раз превышающее количество выходящего из оборудования первичного, сжатого воздуха, до того как вся масса воздуха падает на поверхность ковра. Таким образом, обеспечивается подача очень большого количества воздуха при малой мощности, потребляемой оборудованием.
Работа сушильного устройства может быть дополнительно интенсифицирована воздействием на ковер тепловым излучением одновременно с удалением из него влаги путем обдува.
Под ковром, по существу, с воздухонепроницаемой изнаночной стороной понимается ковер, который пропускает очень мало воздуха сквозь свою изнаночную сторону. Однако изнаночная сторона может иметь зоны, менее плотные, чем ее остальная часть, например зоны повышенного износа, которые пропускают больше воздуха.
Под "просушенным" ковром в данном описании понимается ковер, который не оставит видимых влажных следов, если перемещать его по твердой поверхности, такой как пол из пластика или из дерева. Содержание влаги в просушенном ковре не превышает 10-20%.
Достоинство быстродействующего сушильного устройства, используемого в оборудовании, состоит в том, что, хотя лицевая сторона ковра подвергается чистке щеткой в моющем устройстве ниже уровня поверхности воды (влажной чистке), ковер можно довести в данном устройстве до состояния просушенности при сохранении возможности перемещать ковер через моющее, споласкивающее и сушильное устройства с одинаковой скоростью. В этом случае можно в непрерывном режиме произвести последовательно мытье, ополаскивание и сушку нескольких ковров.
В предпочтительном варианте изобретения сушильное устройство состоит из двух или более вытянутых в длину воздуходувных аппаратов, последовательно установленных вдоль направления, поперечного по отношению к направлению транспортирования ковра. Преимущество такого сушильного устройства состоит в том, что ширина воздушной струи, выходящей из воздуходувного аппарата, может быть сделана равной ширине ковра, проходящего через оборудование.
В другом предпочтительном варианте изобретения оборудование содержит несколько сушильных устройств и/или устройств для ополаскивания, и/или моющих устройств, установленных последовательно в направлении транспортирования ковра. Кроме того, перед моющим устройством/моющими устройствами в направлении транспортирования ковра можно установить одну или более щеток или одно или более всасывающих устройств для проведения сухой или вакуумной чистки ковра до того, как он подойдет к моющему устройству/моющим устройствам.
В следующем предпочтительном варианте изобретения участок ополаскивания с устройством для ополаскивания расположен относительно ванны таким образом, что вода, используемая при ополаскивании, под действием силы тяжести проходит от указанного участка ополаскивания в ванну. Достигаемое тем самым преимущество состоит в том, что вода, использованная для ополаскивания, может затем использоваться также и при мытье ковра, что уменьшает потребность в свежей воде, подаваемой в водный контур.
В другом предпочтительном варианте изобретения за сушильным устройством расположено устройство для сворачивания ковра (сворачивающее устройство).
Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет описано более подробно, со ссылкой на чертежи, схематично иллюстрирующие вариант оборудования согласно изобретению.
На фиг.1 оборудование согласно изобретению представлено в продольном разрезе.
На фиг.2 на виде сверху показан участок сушки в составе сушильного устройства по фиг.1.
Осуществление изобретения
Основными частями оборудования 1, проиллюстрированного на фиг.1 и 2, являются рама 10, на которой последовательно, в направлении К транспортирования ковра, размещены: узел 8 подачи, ванна моющего устройства 4, встроенная в раму 10, устройство 6 для ополаскивания, сушильное устройство 2 и устройство 7 для сворачивания. В состав оборудования входит также транспортер 3 для транспортирования ковра М между названными частями оборудования. Управление и мониторинг функций различных частей оборудования 1 осуществляется управляющим устройством 5.
Для транспортирования ковра М и для его поддерживания в процессе транспортирования в оборудовании 1 согласно изобретению служит транспортер 3. В транспортере использован подходящий материал, такой как пластик, армированный сеткой, из которого изготовлена бесконечная лента 32; ее ширина примерно равна ширине рамы 10 и ширине ванны (т.е. их размеру в поперечном направлении). Бесконечная лента 32 движется в направлении, обозначенном стрелкой К, в зазоре между роликами 31, образующими пары 30 роликов, от первого конца 10a рамы 10 к ее второму концу 10b. От второго конца 10b рамы 10 бесконечная лента 32 движется по замкнутой траектории обратно к первому концу 10a рамы 10. На первом конце 10a рамы 10, перед которым находится узел 8 подачи, ковер поступает на ленту 32 транспортера 3. От первого конца 10a рамы лента движется к дну ванны 40 и далее к участку 61 ополаскивания у верхнего края ванны, а затем к участку 21 сушки. От участка сушки бесконечная лента 32 движется ко второму концу 10b рамы 10, где расположено устройство 7 для сворачивания ковра.
Моющее устройство 4 состоит из ванны 40, встроенной в раму 10, и щетки 41, установленной у дна ванны и вращающейся вокруг своей продольной оси. По обе стороны щетки расположены цилиндрические прижимные ролики 31', 31'', входящие в состав транспортера 3. Щетка 41 и приводные ролики 31 расположены в поперечном направлении от первого до второго продольного края ванны 40. Продольные края ванны 40 соответствуют ее сторонам, параллельным направлению движения К ковра. Соответственно, поперечное направление для ванны 40 перпендикулярно направлению движения ковра и совпадает с поперечным направлением для оборудования, смонтированного на раме 10. На фиг.1 обозначен, как V1, уровень воды в ванне 40, когда на оборудовании 1 производится мытье ковров М. Как можно видеть из фиг.1, во время мытья, в процессе которого производится чистка лицевой стороны ковра щеткой 41, вращающейся внутри ванны, щетка 41 и прижимные ролики 31; 31' и 31; 31'' расположены ниже поверхности воды в ванне 40. Процесс мытья может быть интенсифицирован подачей детергента в воду V, в которой проводится мытье, и на ковер М, подлежащий чистке, например, через щетку 41, вдоль ее оси и через тело щетки. Детергент может наноситься на ковер либо до его помещения на ленту 32 транспортера 3, либо до подведения ковра посредством приводных роликов к моющему устройству 4.
Непосредственно за моющим устройством 4 в направлении транспортирования ковра М, обозначенном стрелкой К, расположено устройство 6 для ополаскивания. Данное устройство снабжено удлиненным распылительным аппаратом 60, расположенным поперек продольной стороны рамы 10 и/или ленты 32 транспортера, от ее первой до второй продольной стороны и служащим для создания водяной завесы, ориентированной поперечно направлению К транспортирования ковра. Данный аппарат может быть выполнен, например, в виде полого стержня с отверстиями в его нижней стороне или содержать последовательно расположенные распылительные сопла. Под продольными сторонами рамы 10 или ленты 32 транспортера понимаются стороны, параллельные направлению К транспортирования ковра М. Вода для ополаскивания подается распылительным аппаратом 60 перпендикулярно участку 61 ополаскивания, расположенному под распылительным аппаратом 60, причем ковер перемещается через участок ополаскивания с заданной скоростью. Участок 61 ополаскивания расположен в верхней части ванны 40, выше моющего устройства 4, так что вода от этого участка ополаскивания поступает к моющему устройству 4 под действием силы тяжести.
3
За устройством 6 для ополаскивания в направлении К транспортирования ковра М расположено сушильное устройство 2. У этого устройства имеется воздуходувный аппарат 20, выполненный из двух последовательно расположенных частей 20' и 20'' (см. фиг.2) так называемого воздушного ножа 20', 20''. Совокупная длина L этих частей в направлении поперечной стороны рамы 10 соответствует максимально возможной ширине ковра М, транспортируемого на бесконечной ленте 32. Каждая часть воздуходувного аппарата 20, т.е. каждый воздушный нож, расположенный поперечно направлению К транспортирования ковра и осуществляющий обдувку воздухом под высоким давлением, использует эффект трубки Вентури и эффект Коанды. Воздух под высоким давлением продувается через головку воздушного ножа 20', 20'', поступая в виде тонкой ламинарной струи постоянной ширины к участку 21 сушки, находящемуся под воздушным ножом. Сжатый воздух, проходящий через головку воздушного ножа, захватывает окружающий воздух в количестве, в 30-40 раз превышающем количество сжатого воздуха, выходящего из воздушного ножа 20', 20''. Количество воздуха, захватываемого потоком сжатого воздуха, проходящего через воздушный нож, пропорционально расстоянию между головкой воздушного ножа и ковром на участке 21 сушки. Например, если расстояние между головкой воздушного ножа и ковром на участке 21 сушки равно 15 см, струя воздуха в месте контакта с ковром имеет толщину 51 мм. Если же это расстояние равно 30 см, толщина струи в месте контакта с ковром равна 102 мм. Если ковер М, имеющий воздухонепроницаемую изнаночную сторону, транспортируется через участок 21 сушки лицевой стороной вверх, эффект удаления воды воздушным ножом 20', 20'' интенсифицируется, поскольку воздушный поток, падающий на лицевую строну ковра, отражается от его воздухонепроницаемой изнаночной стороны, удаляя с лицевой стороны дополнительное количество воды. Желательно, чтобы воздуходувный аппарат 20 подавал сжатый воздух под давлением 200-1500 кПа и с расходом 5-15 м/мин. Значения давления и расхода подаваемого воздуха определяются типом ковра и скоростью его транспортирования через участок 21 сушки. В общем случае давление выбирается в интервале 200-1000 кПа, причем предпочтительным является интервал 200-600 кПа. Сушильное устройство 2 рассчитано на сушку ковра до состояния просушенности, т.е. до низкой степени влажности (1-20%, предпочтительно 10-15%) за время, пока ковер транспортируется через участок 21 сушки с такой же скоростью, что и через устройство для ополаскивания и моющее устройство.
Как показано на фиг.1, за сушильным устройством 2 в направлении К транспортирования ковра находится сворачивающее устройство 7, в котором высушенный ковер сворачивается в рулон М1. После этого просушенный и свернутый в рулон М1 ковер помещается на несущие опоры 71 сворачивающего устройства 7.
Оборудование 1 согласно изобретению содержит также управляющее устройство 5, схематично изображенное на фиг.1. Данное устройство содержит устройство 54 обработки данных, такое как компьютер, датчики (не изображены), отслеживающие состояние устройств 8, 2, 4, 6, 7 и транспортера 3, регулировочные средства 5a, 5b, 5c, 5d и 5e, установленные у различных устройств в составе оборудования и у транспортера, и средства программируемой логики, которые управляют регулировочными средствами 5a, 5b, 5c, 5d и 5e на основе данных, получаемых от датчиков. Примерами датчиков могут служить фотоэлементы, управляющие работой транспортера 3 путем регулировки средств 5а (например путем остановки ленты 32 транспортера при выведении ковра из оборудования и приведения ее в движение при поступлении ковра на транспортер). Еще одним датчиком является термометр для воды в ванне 40. С помощью управляющего устройства 5 и регулировочных средств, специализированных под конкретные устройства, обеспечивается, например, возможность управления следующими параметрами: скоростью и производительностью мытья в ванне за счет настройки скорости вращения щетки 41; перемещением ковра путем включения и отключения транспортера 3; температурой воды в ванне 40 подачей в нее теплой воды или нагревом воды, например, с помощью теплообменника, на вход которого подается тепло, выделившееся в результате теплопотерь в компрессоре, служащем для генерирования сжатого воздуха, необходимого для сушильного устройства. Кроме того, с помощью управляющего устройства 5 можно регулировать влажность ковра на выходе сушильного устройства 2 путем регулировки скорости ленты 32 транспортера 3 и/или производительности воздуходувного аппарата, т.е. количества подаваемого воздуха. Можно регулировать также уровень V1 воды в ванне 40 путем открывания и запирания клапана для слива серой воды из ванны 40 в водяной контур и клапана чистой воды, подаваемой в ванну. Кроме того, управляющее устройство 5 может быть использовано для открывания и закрывания канала подачи сжатого воздуха к воздуходувному аппарату 20 сушильного устройства 2. С помощью управляющего устройства 5 могут быть получены также данные для планирования процесса мытья ковра. Эти данные включают, среди прочих, данные о состоянии ковра, зарегистрированные детали процесса мытья ковра и сведения из файла по связи с клиентами.
Оборудование согласно изобретению функционирует следующим образом. Ковер укладывают лицевой стороной вверх на бесконечную ленту 32 транспортера у первого конца 10a рамы. Изнаночная сторона ковра М, контактирующая с бесконечной лентой 32, выполнена из воздухонепроницаемого материала. Сначала ковер транспортируется лентой 32 транспортера 3 через ванну 40 моющего устройства 4 с определенной скоростью v1. При этом ковер транспортируется лентой 32 ниже поверхности V1 воды, под вращающейся щеткой 41, производящей чистку его лицевой стороны. Во время этой чистки поверхность V1 воды в ванне 40 находится выше как щетки 41, так и приводных роликов 31; 31' и 31; 31'' по обе стороны щетки, так что мытье ковра М осуществляется в режиме влажной чистки.
3
3
3
Затем ковер М транспортируется бесконечной лентой 32 транспортера 3 со скоростью v1 (равной скорости его перемещения через ванну 40 в моющем устройстве 4) от моющего устройства 4 к устройству 6 для ополаскивания, расположенному у края ванны 40. В устройстве 6 для ополаскивания ковер переносится со скоростью v1 через участок 61 ополаскивания, под распылительным аппаратом 60, формирующим водяную завесу в устройстве 6 для ополаскивания и одновременно подающим воду на ковер. От устройства 6 для ополаскивания ковер транспортируется со скоростью v1 к сушильному устройству 2. Воздушный нож 20', 20'' в сушильном устройстве 2 производит на участке 21 сушки, расположенном под воздуходувным аппаратом, обдув лицевой стороны ковра сжатым воздухом. Давление подаваемого сжатого воздуха примерно равно 500-1500 кПа, а его объемный расход составляет 5-15 м/мин. Когда воздух достигает ковра, его объемный расход возрастает примерно в 30 раз по сравнению с объемным расходом воздуха, проходящего через головку воздушного ножа, т.е. примерно до 150-450 м/мин, предпочтительно до 300 м/мин, в то время как скорость транспортирования ковра составляет 0,5 м/мин, чтобы достичь значительного эффекта удаления влаги из ворса ковра. Количество и давление подаваемого сжатого воздуха зависят от количества воды, удержанной ворсом ковра в процессе мытья и ополаскивания, от типа ковра и от скорости v1 его транспортирования на участке 21 сушки. Чем дальше отстоит воздуходувный аппарат от поверхности ковра, тем большее количество окружающего воздуха захватывается потоком сжатого воздуха, подаваемого этим аппаратом, с увеличением толщины этого потока. Толщина и объемный расход воздушной струи определяются расстоянием на участке 21 сушки между ковром и головкой воздуходувного аппарата 20. Если нужно подать на ковер, движущийся через участок сушки, большее количество воздуха, этот аппарат отводится на большее расстояние от поверхности ковра, и наоборот, если нужно подать на ковер, движущийся через участок сушки, меньшее количество воздуха, аппарат подводится ближе к поверхности ковра. В обоих случаях количество воздуха, выходящего из воздушного ножа, возрастает примерно в 30 раз при прохождении каждого единичного расстояния.
Таким образом, ковер переносится транспортером 3 с одинаковой скоростью v1 через устройства 4, 6, 2 в составе оборудования, обеспечивающие его мытье, ополаскивание и сушку. По завершении сушки ковер передается на сворачивающее устройство 7, где он сворачивается в рулон М1. По завершении сворачивания ковер опускается и затем отправляется на хранение или клиенту.
Выше были описаны только некоторые из предпочтительных вариантов изобретения, причем специалистам будет очевидна возможность многих других вариантов его осуществления без выхода за пределы изобретательского замысла, раскрытого в прилагаемой формуле изобретения.
Так, воздуходувный аппарат 20 может быть использован, в дополнение к обдуву сжатым воздухом, также для обдува паром (например перегретым паром). Помимо данного аппарата, сушильное устройство может содержать также, например, воздуходувный аппарат для подачи горячего воздуха или термоизлучатель.
В описанном варианте изобретения оборудование содержит только по одному моющему устройству, устройству для ополаскивания и сушильному устройству. Однако возможно использование нескольких моющих устройств, устройств для ополаскивания или сушильных устройств, расположенных последовательно в направлении К транспортирования ковра.
Ковер может укладываться на ленту 32 транспортера лицевой стороной вниз (так что его чистка будет производиться именно в этом положении) с переворачиванием его лицевой стороной вверх только перед сушильным устройством.
Когда в качестве воздуходувного аппарата 20 применяется устройство, обеспечивающее многократное увеличение количества воздуха, достигающего поверхности ковра, по сравнению с его количеством, выходящим из головки устройства, устройство 6 для ополаскивания можно исключить, поскольку воздуходувный аппарат 20 будет выдувать грязную воду из ворса ковра.
Оборудование по изобретению может содержать также установленное перед моющим устройством 4 устройство для сухой и/или вакуумной чистки, обеспечивающее удаление из ворса ковра твердых частиц и более крупного мусора.