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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Reinigen von Tanks
zur Lagerung von Rohöl,
insbesondere Schwimmdachtanks, wobei die Tankdächer mindestens eine Öffnung aufweisen.
Außerdem
bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Reinigen von Tanks
zur Lagerung von Rohöl, insbesondere
Schwimmdachtanks, wobei die Tankdächer mindestens eine Öffnung aufweisen,
mit Hilfe einer Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 28.
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Der
Begriff Rohöl
ist sehr weit zu verstehen und umfaßt nicht nur das unmittelbar
aus der Erde kommende, nicht gereinigte Erdöl, sondern auch die Destillate
und ölartigen
Derivate des Erdöls
sowie die aus anderen mineralischen Rohstoffe wie z.B. Braun- und
Steinkohlen, Holz oder Torf gewonnenen flüssigen Destillationsprodukte.
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Rohöltanks müssen alle
5 Jahre durch den TÜV
von innen besichtigt und daraufhin geprüft werden, ob sie angerostet
sind oder andere Schäden aufweisen,
die zu einer Leckage führen
könnten. Zum
Zweck dieser sogenannten "inneren
Prüfung" müssen die
Tanks entleert und gründlich
gereinigt werden. Dabei bleibt der abgelagerte Schlamm (sogenannter "Gatsch") zurück. Er besteht
im Wesentlichen aus Paraffinen, schweren Mineralölfraktionen, mineralischen
Sedimenten und Wasser, ist mit leicht flüchtigen Kohlenwasserstoffen
gesättigt
und stellt deshalb ein besonderes Problem dar.
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Beim
Reinigen der Mineralöltanks
werden erhebliche Mengen flüchtiger
Kohlenwasserstoffe in die Umwelt emittiert, darunter große Mengen
des krebserzeugenden Benzols. Entsprechend werden Arbeitnehmer erheblichen
Konzentrationen an schädlichen
Mineralöldämpfen ausgesetzt
oder müssen
mit schweißtreibenden
und den Kreislauf belastenden Atemschutzgeräten und Schutzanzügen ausgerüstet werden.
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Folgende
Anforderungen an ein Tankreinigungsverfahren müssen unbedingt erfüllt sein:
Bezüglich
des Arbeitsschutzes müssen
die geltenden Grenzwerte für
die Atemluftbelastungen eingehalten werden. Werte für krebserzeugende
Stoffe wie Benzol müssen
nicht nur eingehalten, sondern, soweit wie technisch möglich ist,
unterschritten werden. Auch sonstige unnötige gesundheitliche Belastungen der
Arbeitnehmer müssen
vermieden werden. Das Tragen von Atemschutz- und Vollschutzanzügen darf keine
ständige
Maßnahme
sein. Außerdem
müssen die
Rückstände im Tank
(Gatsch) in Verbindung mit berufsgenossenschaftlichen Richtlinien,
soweit dies mit technischen Mitteln möglich ist, aus dem Tank entfernt
werden, bevor Arbeitnehmer in den Tank einsteigen. Aus Umweltschutzgründen dürfen auch
die Emissionen in die Umgebung gewisse Grenzwerte nicht überschreiten.
Das bedeutet insbesondere, daß die
Praxis, nach der die Tanks vor und während der Reinigung lang und
kräftig
belüftet
werden, um die Arbeitsschutzgrenzwerte einzuhalten, unterbleiben muß. Auffüll- und
Entleerzyklen, bei dem die Gasfüllung
verdrängt
wird, sind möglichst
einzuschränken oder
ganz zu unterlassen. Das schränkt
auch die Einsatzmöglichkeiten
der Inertisierung ein, also beispielsweise das Befüllen eines
entleerten oder teilentleerten Tanks mit Stickstoff.
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Derzeit
sind insbesondere zwei Möglichkeiten
der Rohöltankreinigung
bekannt. Zum einem gibt es das Verfahren der ETS Euro Tankservice
GmbH, Essen, bei dem die Schwimmdachtankreinigung bei geschlossenem
Dach durchgeführt
wird. Das Verfahren und die dazu benötigte Vorrichtung sind in der
DE 41 01 184 C2 beschrieben.
Eine der Dachstützen wird
durch eine Saugstütze
ausgetauscht, die das restliche, sich oberhalb des Rückstandes
befindliche Rohöl
absaugt. Die übrigen
Dachstützen
werden durch als Reinigungsstützen
ausgebildete Reinigungsgeräte
ersetzt, die die Dachlast tragen. Über die Reinigungsgeräte wird
das zuvor durch die Saugstütze
abgepumpte Rohöl
zur Verwirbelung und Verflüssigung
in den Rückstand
gepumpt. Zur weiteren Verflüssigung
wird zusätzliches
frisches Rohöl
in den Rückstand
gepumpt. Der verflüssigte
Rückstand wird
seinerseits über
die Saugstützte
abgepumpt und destilliert. Der noch verbleibende Rückstand
wird mit dem Destillat gespült.
Die Endreinigung muß durch Menschen
durchgeführt
werden, wobei der Tank belüftet
wird und mit Wasser gespült
wird.
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Die
Firma Toftejorg Technology A/S aus Dänemark hat auf dem Workshop
der DGMK, Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas
und Kohle e. V am 1. Oktober 1997 in Hamburg ein weiteres Verfahren
vorgestellt. Der Ölstand
wird zunächst
derart eingestellt, daß das
Tankdach gerade auf dem Öl
schwimmt. Während
das Restrohöl
abgepumpt wird, wird zur Inertisierung Stickstoff in den Tank eingefüllt. Das
Restrohöl
wird nicht vollständig abgepumpt,
sondern nur bis auf eine Menge von ca. 500 m3 für übliche Tankgrößen. Sobald
eine Sauerstoffkonzentration im Tank von weniger als 8% erreicht
ist, wird mit dem Aufwärm-
und Umwälzvorgang
begonnen. Dafür
wird zuvor abgepumptes Rohöl
auf ca. 25 bis 35°C
aufgewärmt
und über
langsam rotierende Düsen,
die oberhalb des Rohölpegels
angebracht sind, zur Verwirbelung auf das restliche Rohöl und den
Rückstand
gespritzt. Das System aus Düsen
und Pumpen wird hydraulisch betrieben. Installiert werden die rotierenden
Düsen durch
die vorhandenen Öffnungen
im Tank wie z.B. Mannlöcher für die automatische
Be- und Entlüftung
etc. Seitlich von außen
wird in den Tank eine Absaugleitung eingebracht. Über diese
Leitung wird der durch die Sprühstrahlen
verflüssigte
Bodenrückstand
abgepumpt. Der verflüssigte
Rückstand
wird aufbereitet und das gereinigte Rohöl wieder den Düsen zugeführt. Als
nächster
Schritt erfolgt eine Reinigung mit Gasöl anstatt Rohöl. Als letzter
Schritt wird eine entsprechende Reinigung mit Wasser durchgeführt. Eine
manuelle Reinigung ist wegen der Schattenwirkung und Hindernissen
auf dem Tankboden nach wie vor notwendig.
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Abgesehen
davon, daß beide
hier vorgestellten Methoden auf eine manuelle Reinigung nicht verzichten
können
und die Spülöle, das
Inertisierungsgas und das Spülwasser
entsorgt bzw. wiederaufbereitet werden müssen, weisen die beiden Reinigungsmethoden
auch aus betriebswirtschaftlicher Sicht große Nachteile auf. Das im wesentlichen
vollständige
Abpumpen der Tanks, die maschinelle Reinigung über mehrere Wochen, das Belüften der Tanks,
bevor Personen zu manuellen Reinigungen den Tank betreten können sowie
die manuelle Reinigung selbst dauern insgesamt mehrere Wochen, oft Monate,
was zu sehr hohen Stillstandkosten führt.
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Aus
der
DE 196 52 358
A1 ist eine Vorrichtung bekannt, mit der Sedimentablagerungen
beispielsweise aus einem Tank entfernt werden können. Hierzu ist eine Auftriebseinrichtung
vorgesehen, die auf der Flüssigkeit
schwimmt, sowie eine Entnahmeeinrichtung, die mit der Auftriebseinrichtung
verbunden ist. Die Auftriebseinrichtung kann beispielsweise aus
aufblasbaren Schläuchen
bestehen. Die Entnahmeeinrichtung wird von der Auftriebseinrichtung
abgelassen und besitzt einen Rahmen, der auf der Sedimentschicht
aufsetzbar ist. Innerhalb des Rahmens sind zum Beispiel eine Pumpe
sowie konzentrisch um diese Pumpe angeordnete Luftinjektoren angeordnet,
um die Sedimentschicht im erforderlichen Umfang aufzubrechen und
die gelösten
Filterstoffe zusammen mit Flüssigkeit über die
Tauchpumpe abzusaugen.
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Vor
diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Vorrichtung bzw. ein Verfahren für
die Reinigung von Rohölgroßtanks bereitzustellen,
die einerseits arbeitsschutzrechtlichen und emissionsschutzrechtlichen
Anforderungen gerecht werden und andererseits die Stillstandkosten für die Betreiberfirma
minimieren. Gelöst
wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie durch ein
Verfahren gemäß Anspruch
29.
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Die
Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, direkt die Rückstände selbst
abzusaugen, indem die mit Rückständen behafteten
Tankinnenflächen
mit einem Saugrüssel
abgefahren werden. Dies kann bei gefülltem Tank stattfinden. Bei
abgepumpten Tank sind Stützen
von ca. 2 m zur Erhaltung eines bestimmten Dachniveaus erforderlich,
die für
die Anwendung dieses Verfahrens hinderlich wären. Zum Absaugen des Rückstandes
wird durch ein Drehelement, das in einer geeigneten Öffnung im Tankdach,
beispielsweise in einem Mannloch montiert ist, eine Saugleitung
eingeführt.
Die Saugleitung ist an ihrer außerhalb
des Tankes liegenden Seite mit einer Pumpe verbunden. Ihr im Tank
befindliches Ende ist über
ein weiteres Drehelement mit mindestens einem Saugrüssel verbunden.
Durch Anpassung sowohl der im Tank befindlichen Saugleitungslänge als
auch der Drehwinkel der beiden Drehelemente kann mit dem Saugrüssel das
gesamte Tankinnere erreicht werden und der entsprechend abgelagerte
Rückstand
direkt abgesaugt werden. Dabei werden die Drehwinkel über die
Steuereinrichtung eingestellt, die außerdem auch die mindestens
eine Pumpe steuert.
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Die
Saugleitung kann z.B. als ein- oder mehrstückiger Schlauch oder als ein- oder mehrstückiges Rohr
ausgebildet sein. Bei den mehrstückigen Saugleitungsvarianten
ist mindestens eines der Drehelemente vorzugsweise als Drehdurchführung ausgebildet.
Bei den einstückigen
Saugleitungsvarianten handelt es sich bei den Drehelementen vorzugsweise
um drehbar gelagerte Bauteile, durch die die Saugleitung geführt, wobei
ggf. die Saugleitung an einem der beiden Bauteile befestigt wird.
Im einfachsten Fall besteht ein Drehelement aus einem eingangsseitigen
ortsfesten Bauteil, an dem ein ausgangsseitiges Bauteil drehbar
angeordnet ist, wobei dieses drehbare Bauteil zur Ausführung einer
Drehbewegung angetrieben sein kann. Wichtigste Funktion der Drehelemente
ist es, Drehachsen bzw. Drehpunkte der Saugleitung zu definieren.
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Dadurch,
daß die
Vorrichtung auch in gefüllten
Tanks funktioniert und der Montageaufwand verhältnismäßig gering ist, ist es mit
Hilfe der vorliegenden Erfindung nunmehr möglich, in kurzen Zeitabständen regelmäßige Routinesäuberungen
von Rohöltanks
vorzunehmen. Diese Routinesäuberungen
sind arbeitsschutzrechtlich gesehen unbedenklich, da, wenn überhaupt,
nur außerhalb
des Tanks Arbeitnehmer eingesetzt werden, z.B. zum Montieren der
Drehelemente im Tankdach, zum Einführen der Saugleitung mit Saugrüssel in
das Tankinnere sowie zum Kontrollieren der Steuereinrichtung. Da
der Tank befüllt
bleibt und nicht belüftet
wird, bilden sich auch keine schädlichen
Emissionen für
die Umwelt. Da außerdem
während
der Reinigung der Rohöltank
weiter genutzt werden kann, entstehen keine Verluste durch die Stillstandzeiten.
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Auch
das völlige
Entleeren und gründliche Reinigen
des Tanks für
die Untersuchung des Tanks durch den TÜV vereinfacht sich wesentlich.
Denn da in regelmäßigen Abständen das
Tankinnere routinemäßig gesäubert wird,
kann sich gar kein großer Rückstand
ablagern. Der Tank muß nur
noch leergepumpt werden und kann in kürzester Zeit mit beispielsweise
Gasöl und
Wasser feingereinigt werden. Die Stillstandzeit, die sich dadurch
ergibt, beschränkt sich
auf einige Tage. Der Einsatz von Menschen im Tankinneren wäre nur noch
für eine
Endkontrolle notwendig.
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Da
von Vorrichtungen, die in Rohöltanks
eingesetzt werden, so gut wie keine Explosionsgefahr ausgehen darf,
ist es vorteilhaft, die mindestens eine Pumpe hydraulisch zu betreiben.
Auch die Steuereinrichtung sollte vorteilhafterweise hydraulisch
betrieben werden. Als hydraulisches Medium wird vorteilhafterweise
das im Tank befindliche Rohöl
eingesetzt.
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Zwecks
Wiedergewinnung des mit dem abgesaugten Rückstand vermischten Rohöls ist vorteilhafterweise
die mindestens eine Pumpe und damit auch die Saugleitung an eine
Aufbereitungsanlage angeschlossen. Als besonders vorteilhaft hat
es sich dabei erwiesen, die Aufbereitungsanlage und den Tank über eine
Rückführleitung
miteinander zu verbinden, so daß das
wiedergewonnene Rohöl
verlustlos dem Tank wieder zugeführt
wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform,
die insbesondere für
große
Tanks geeignet ist, ist das zweite Drehelement an einem mit mindestens
einem angetriebenen Rad versehen Rahmen befestigt. Denn gerade bei
langen im Tankinneren befindlichen Saugleitungabschnitten wird dadurch
das Bewegen des Saugleitungendes mit dem zweitem Drehelement und
dem Saugrüssel über die
Tankinnenflächen gegenüber der
Bewegung nur über
die Steuerung des ersten Drehelementes erheblich erleichtert. Die Kombination
aus zumindest Rahmen, Drehelement, mindestens einem Rad und mindestens
einem Saugrüssel
wird im folgenden auch Reinigungsfahrzeug genannt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der Rahmen dabei mit zwei angetriebenen Rädern und einem Nachlaufrad
versehen. Über
die zwei angetriebenen Räder
wird die Richtung bestimmt, wobei das Nachlaufrad im Wesentlichen
der Stabilisierung dient. Eine andere Anzahl von Rädern, ob
angetrieben oder nicht, ist möglich.
Vorteilhafterweise sind auch die Antriebe der angetriebenen Räder unter Verwendung
des im Tank vorhandenen Rohöls
hydraulisch betrieben.
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Je
nach Höhe
des abgelagerten Rückstandes
und nach Oberflächenbeschaffenheit
des Rückstandes,
kann es empfehlenswert sein, mindestens eines der Räder als
Speichenrad auszubilden, um einem ungewollten Abrutschen des Rahmens
und damit auch des Saugrüssels
entgegenzuwirken.
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Der
Rahmen, an dem das zweite Drehelement befestigt ist, kann entweder
auf dem Tankboden fahren oder auch an der Unterseite des Tankdaches entlang
fahren. In dieser speziellen Ausführungsform ist an dem Rahmen
mindestens ein Schwimmkörper angebracht,
um dem Rahmen mitsamt dem Saugrüssel,
der Saugleitung und dem Drehelement einen hinreichenden Auftrieb
zu geben. Die Wirkung des Pontons kann auch dadurch unterstützt werden,
daß der Rahmen
aus geschlossenen Hohlprofilen gefertigt ist und/oder die Räder schwimmfähig ausgebildet
sind. Entscheidend ist bei den Schwimmkörpern, daß ihre Gesamtdichte geringer
als die des umgebenden Mediums ist, vorzugsweise so gering, daß die Gesamtdichte
des Reinigungsfahrzeuges mit Schwimmkörper vergleichbar oder geringer
als die des umgebenden Mediums ist. Die Schwimmkörper können beispielsweise als starr
oder aufblasbare Pontons ausgebildet sein.
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In
einer besonderen Ausführungsform
der Vorrichtung mit Reinigungsfahrzeug mit Schwimmkörper sind
an dem Rahmen acht Räder
angebracht, von denen jeweils vier gleichzeitig mit der Tankdachunterseite
in Berührung
sind, wobei jeweils eine Vierergruppe eine bestimmte, von der anderen
Vierergruppe unterschiedliche Bewegungsrichtung hat. Beispielsweise
kann die eine Vierergruppe einen konstanten Abstand zum Rahmen haben,
während die
andere Vierergruppe zwei Positionen einnehmen kann: In der einen
Position haben sie ein geringeren Abstand zum Rahmen als die erste
Vierergruppe, in der zweiten Position einen größeren, so daß nicht mehr
die erste, sondern die zweite Vierergruppe mit der Tankdachunterseite
in Kontakt steht.
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Bei
großen
Tanks ist es ebenfalls sinnvoll, an dem dem zweiten Drehelement
zugewandten Ende des zweiten Saugleitungabschnittes eine weitere Pumpe
anzuordnen. Dadurch wird die Saugleistung erhöht, der über zu lange Strecken theoretische Grenzen
gesetzt sind. Bei Druckleitungen hingegen spielt die zu überwindende
Strecke keine Rolle. Daher ist es sinnvoll, die weitere Pumpe so
nah wie möglich
an dem oder den Saugrüsseln
anzubringen, während
das Weiterleiten des abgesaugten Rückstandes durch die Saugleitung
ggf. in eine Aufbereitungsanlage von der ersten Pumpe außerhalb
des Tanks gewährleistet
werden kann. Vorzugsweise ist auch diese weitere Pumpe hydraulisch
betrieben und nutzt das Rohöl
der Umgebung als hydraulisches Medium.
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Nach
welchem Raster die Tankinnenflächen abgefahren
werden, wird insbesondere durch die Größe des Tanks, die Ausbildung
des mindestens einen Saugrüssels
sowie die Art und Anzahl von Hindernissen im Tankinneren bestimmt.
Hindernisse können
beispielsweise Dachstützen
oder auch auf dem Boden verlaufende Heizrohre sein. Der Saugrüssel kann
entweder simultan mit dem Fortschreiten der Saugleitung hin- und
hergeschwenkt bzw. rotiert werden, so daß sich Zykloiden oder Zykloidenbögen bilden
und eine kontinuierliche Bewegung stattfindet. Das Fortschreiten
der Saugleitung kann aber auch schrittweise erfolgen, wobei nach
jedem dieser Schritte der Saugleitung entweder geschwenkt oder ganz
rotiert wird, so daß sich
Kreise oder Kreisbögen ergeben.
Bei der Wahl der Schrittweite bzw. beim Abstimmen der Saugleitungs-
und der Saugrüsselgeschwindigkeit
sollte darauf geachtet werden, daß eine hinreichend große Überlappung
zwischen den einzelnen Sauggebieten gegeben ist, damit wirklich jeglicher
Rückstand
abgesaugt werden kann. Falls der Saugrüssel hinreichend breit ausgeführt ist,
kann auf ein Hin- und Herschwenken des Saugrüssels auch verzichtet werden.
Müssen
keine besonderen Hindernisse umfahren werden, hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, den Tankboden in seiner Gesamtheit in konzentrischen Kreisen
abzufahren.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist das dem zweiten Drehelement zugewandte Ende des zweiten Saugleitungabschnittes
derart flexibel ausgestaltet, daß Krümmungen der Saugleitung um Winkel ≤ ± 180°, bevorzugt
um Winkel zwischen 100° und
180° möglich sind.
Dadurch wird ermöglicht,
den Saugrüssel
umzuklappen, so daß auch
die Tankinnenwand sowie das Tankdach von dem Saugrüssel abgefahren
werden können,
ohne daß der
Saugrüssel
außerhalb
des Tanks vorher ummontiert werden müßte.
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In
seiner einfachsten Ausführungsform
kann als Saugleitungrüssel
ein einfaches Stück
flexiblen Schlauchs dienen. Stößt ein derartiger
Saugrüssel auf
ein Hindernis wie z.B. ein am Boden liegendes Heizrohr gleitet er
einfach über
dieses Hindernis hinweg, ohne daß der Absaugvorgang unterbrochen würde. Der
Saugrüssel
kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein. Er kann starre und
flexible Abschnitte, gerade und gekrümmte Abschnitte aufweisen.
Die spezielle Ausführungsform
des Saugrüssels
ist in Abhängigkeit
von den Dimensionen des Rohöltanks
sowie der übrigen
Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zu wählen.
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Unter
Umständen
kann es möglich
sein, daß sich
der Rückstand
bereits soweit verfestigt hat, daß er nicht vollständig durch
bloßes
Absauges entfernt werden kann. Für
diesen Fall sind unterschiedliche Fortbildungen des Saugrüssels von
Vorteil. Zunächst können zur
Erhöhung
der Saugkraft an dem zweiten Drehelement mehrere weitere, vorzugsweise
ein oder zwei weitere Saugrüssel
angeordnet sein. An dem dem zweiten Drehelement abgewandten Ende des
mindestens einen Saugrüssels
kann mindestens ein Finger angeordnet sein, bevorzugt drei oder
vier Finger, die wie die Zinken einer Harke die Oberfläche des
Rückstandes
aufkratzen und damit den Rückstand
aufwirbeln. Der mindestens eine Saugrüssel kann auch eine Scharre
aufweisen, die bei Überfahren
des Rückstandes
mit dem Saugrüssel
den Rückstand
zusammenscharrt. Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn der mindestens
eine Saugrüssel
als Mittel zum Aufweichen bzw. Aufwirbeln des Rückstandes eine Fräse oder
auch eine Düse
oder beides aufweist. Vorzugsweise wird auch für den Betrieb der Fräse bzw.
der Düse
auf das im Tank vorhandene Rohöl
zurückgegriffen.
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Insbesondere
bei den letztgenannten, komplizierteren Ausführungsformen eines Saugrüssels hat
es sich von Vorteil erwiesen, wenn der mindestens eine Saugrüssel auch
einen Schutzbügel
aufweist, und zwar an der im wesentlichen dem Rückstand zugewandten Seite,
damit Hindernisse überfahren
werden können,
ohne daß die
Erweiterungen des Saugrüssels
beschädigt
würden
oder am Hindernis hängen
bleiben.
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Um
die Änderung
der Saugleitungslänge
innerhalb des Tanks zu erleichtern, ist vorteilhafterweise auf dem
ersten Drehelement eine Verstelleinrichtung mit drehbar gelagerter
Schlauchtrommel angeordnet, über
die der erste Saugleitungsabschnitt verläuft. Vorzugsweise sind an der
Schlauchtrommel ein Verstellmotor und eine Feststelleinrichtung
vorgesehen, um den Vorgang zu automatisieren. Als eine besonders
geeignete Feststelleinrichtung hat sich eine Feststellbacke erwiesen.
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Der
Vorgang der Änderung
der im Tankinneren befindlichen Saugleitungslänge wird auch durch die Anwesenheit
eines Rohres zum Einführen
der Saugleitung in dem ersten Drehelement vereinfacht. Durch das
Einführrohr,
das in das Tankinnere hineinragen sollte, kann der Saugleitung auch
schon eine bestimmte Orientierung gegeben werden.
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Für die Handhabung
der gesamten Vorrichtungen hat es sich am geeignesten erwiesen,
die Steuerleitungen von der Steuereinrichtung zu den Drehelementen,
Pumpen, Antrieben und weiteren ggf. vorhandenen Komponenten, die
gesteuert werden müßten, längs der
Saugleitung anzuordnen. Dabei sind die Steuerleitungen durch Muffen
an der Saugleitung befestigt. Um den Auftrieb der Saugleitung zu
erhöhen,
weisen die Muffen vorzugsweise einen oder mehrere Hohlräume auf.
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Die
Saugleitung kann auch derart ausgebildet sein, daß in der
Wandung der Saugleitung Hohlräume
ausgebildet sind, die parallel zur Saugleitung verlaufen. Diese
Hohlräume
können
entweder als Steuerleitungen oder auch als Hohlräume für den Auftrieb benutzt werden.
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Die
Vorrichtung kann nicht nur zum Absaugen von Rückständen eingesetzt werden, sondern auch
zur Feinreinigung, wobei Reinigungsflüssigkeiten über die Saugleitungen und den
Saugrüssel
in das Tankinnere eingespritzt werden. Eine solche Feinreinigung
kann beispielsweise nach einer Tankreinigung erforderlich werden,
falls noch hartnäckige
Reste zurückgeblieben
sind, die z. B. gezielt eingesprüht
werden müssen,
damit sie sich lösen. Das
Reinigungsfahrzeug muß im
Regelfall hierzu nicht umgebaut werden, sondern es muß lediglich außerhalb
des Tanks an entsprechende Versorgungseinrichtungen angeschlossen
werden. Wenn zurückgebliebene
Gatschanhäufungen
aufgewirbelt werden müssen,
kann es zweckmäßig sein,
am Saugrüssel
eine Spritzdüse
anzubringen. Hierzu wird das Fahrzeug unter das Mannloch gefahren,
so daß die
Umrüstung
ohne Einstieg in den Tank vorgenommen werden kann.
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Damit
die Feinreinigung gezielt durchgeführt und Hindernisse umfahren
werden können,
kann das Reinigungsfahrzeug mit einer Kamera und einer Beleuchtungseinrichtung
ausgestattet sein. Bei kleinen Tanks reicht es u. U. aus, die Kamera
und die Beleuchtungseinrichtung ortsfest im Bereich des Mannlochs
anzubringen.
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Die
Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen dargestellten
Beispiele näher
erläutert werden.
Dazu zeigen:
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1 eine schematische Ansicht
einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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2 eine schematische Draufsicht
auf eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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3 eine Draufsicht auf ein
erstes Reinigungsfahrzeug;
-
4 eine perspektivische Darstellung
des Reinigungsfahrzeuges aus 3;
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5 eine Draufsicht auf das
Reinigungsfahrzeug aus 3 beim
Spurwechsel;
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6 eine Seitenansicht eines
Reinigungsfahrzeuges;
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7 eine Seitenansicht eines
Reinigungsfahrzeuges;
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8 eine Seitenansicht eines
Reinigungsfahrzeuges mit Ponton;
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9 eine perspektivische Darstellung
eines Reinigungsfahrzeuges mit Ponton;
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10 eine Seitenansicht eines
weiteren Reinigungsfahrzeuges mit Ponton;
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11 ein den Tankboden absaugendes Reinigungsfahrzeug;
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12 ein die Tankseitenwand
absaugendes Reinigungsfahrzeug;
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13 ein die Tankdecke absaugendes
Reinigungsfahrzeug;
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14 eine Saugleitung mit
drei Fingern;
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15 eine Saugleitung mit
einem Finger;
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16a–c eine über ein
Hindernis hinweggleitende Saugleitung;
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17a,b eine
Verstelleinrichtung;
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18 einen Schnitt durch eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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19 einen Schnitt durch eine
schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit zwei Saugrüsseln;
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20 eine Draufsicht auf eine
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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21 eine Draufsicht auf eine
weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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22 eine Seitenansicht eines
Reinigungsfahrzeuges und eines Saugrüssels mit Scharre, Fräse und Schutzbügel;
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23 ein Reinigungsfahrzeug
und einen Saugrüssel
mit Scharre, Düse
und Schutzbügel;
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24 ein Reinigungsfahrzeug
mit zwei einfachen Saugrüsseln;
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25 ein Reinigungsfahrzeug
mit zwei mit Scharren versehenen Saugrüsseln;
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26 eine Draufsicht auf ein
Reinigungsfahrzeug mit Scharrensaugrüssel;
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27 das Einführen eines
Reinigungsfahrzeuges in das Tankinnere;
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28 einen Schnitt durch eine
Saugleitung mit Steuerleitungen;
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29 einen Querschnitt durch
eine Saugleitung mit Steuerleitungen;
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30 einen Querschnitt durch
eine weitere Saugleitung mit Steuerleitungen.
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In 1 ist eine einfache Ausführungsform der
Erfindung für
kleine Tanks 1 dargestellt. Der Tank 1 weist ein
Schwimmdach 2 mit Schotten 124 und Randabdichtung 125 auf.
Am Flansch des Mannloch-Aufbaus 92 im Schwimmdach 2 ist
ein angetriebenes Drehelement 126 mit extrem großer Untersetzung
befestigt. Auf der oberen Seite des Drehelementes 126 befindet sich
ein Anschluß,
an dem ein erster Saugleitungsabschnitt 129 angeschlossen
ist und zur Pumpe 127 führt
und somit auch eine Verbindung zur Druckleitung 130, die
zur Aufbereitungsanlage 6 führt, hergestellt werden kann.
Zum Tankinneren führt
ein weiterer Anschluß,
der stufenlos drehbar angetrieben wird. Dieser ist mit dem als Rohr 134 ausgeführten zweiten
Saugleitungsabschnitt 4' gekoppelt,
welches am anderen Ende mit einer weiteren angetriebenen Drehelement 128 fest
verbunden ist. Das Rohr 101 mit seinem schräg nach unten
zeigenden Fortsatz 135 bildet den Saugrüssel 113 und kann
wie der zweite Saugleitungsabschnitt 4' kreisförmig durch das Drehelement 128 in
Bewegung gesetzt werden.
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Setzt
man die Pumpe 127 und gleichzeitig die beiden Drehelemente 128 und 126,
die die Drehachsen definieren, im richtigen Verhältnis in Bewegung, dann besteht
die Möglichkeit,
aufgrund der Beziehung R = 2 × r,
von der Tankmitte 133 aus gemessen, die komplette Bodenfläche mit
Hilfe des Saugrüssels 113 abzusaugen.
Diese Aussage trifft auch bei im Tankinneren verlaufenden Hindernissen
zu. Aufgrund der Beziehung R = 2 × r ergibt sich ferner für jedes
Drehwinkelverhältnis
der Drehelemente 126 und 128 eine definierte Saugstellenposition
des Saugrüssels 113,
die die Basis für
einen vollautomatisierten Absaugbetrieb der Tankbodenfläche ist.
Somit können
automatisiert oder manuell beliebige Bewegungen in gerader, gekrümmter oder
eckiger Form mit dem Rüsselende 113 zum
Absaugen realisiert werden. Die in den Tank einzuführende Vorrichtung ist
so ausgeführt,
daß ein
Einbau im montierten Zustand über
das mittig angeordnete Mannloch 21 und eine Befestigung
am Mannloch-Flansch 92 möglich ist.
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In 2 ist eine aufwendigere
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung für
Großtankanlagen
dargestellt. Der Tank 1 wird durch den Tankboden 19,
die Tankwand 14 und das Schwimmdach 2 gebildet.
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Der
auf dem Tankboden 19 unter einer Flüssigkeitssäule von bis zu mehreren Metern
lagernde Gatsch 16 wird mit Hilfe eines in Kreisbewegung
versetzten Saugrüssels 44 als
Gatsch-Ölgemisch über ein
Pumpsystem aus Saugleitung 4, 4', Pumpe 3 und Zulaufleitung 5 abgesaugt
und in eine Aufbereitungsanlage 6 befördert. Die aufbereitete Flüssigkeit
(Rohöl,
Heizöl,
Diesel, Jet Fuel, Gasöl
u.ä.) gelangt
danach durch die Rücklaufleitung 7 wieder
in den Tank 1 zurück.
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Das
Schlauchstück 4' im Tank hat
neben der ihm zugedachten Förderfunktion
die Aufgabe, das Ponton-Reinigungsfahrzeug 8 im bei jeder
Umkreisung neu eingestellten Abstand r1, r2, r3 bzw. rx zur in der
Tankmitte 15 montierten Verstelleinrichtung 9 zu
halten. Die Verstelleinrichtung 9 ist drehbar gelagert
und definiert eine erste Drehachse. Über die Verstelleinrichtung 9 wird
die Saugleitung 4, 4' in das Tankinnere eingeführt, wobei
die Länge
des im Tank befindlichen Saugleitungsabschnittes 4' variabel eingestellt
werden kann.
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Sowohl
die Pumpe 3 als auch die Steuerung 10 sind zur
Reduzierung der Explosionsgefahr hydraulich betrieben und nutzen
als hydraulisches Medium das im Tank 1 vorhandene Rohöl. Die Steuerung 10 wird über die
Saugleitung 11 mit Rohöl
versorgt und ist über
Steuerleitungen 12 mit der Verstelleinrichtung 9 und
dem Reinigungsfahrzeug 8 verbunden.
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Die
eingezeichneten Pfeile in 2 zeigen die
Fahrtrichtung bei einer Umkreisung und bei einem Richtungswechsel
an. Der Richtungswechsel ist insbesondere durch den im Tank 1 verlaufenden
Regenablauf 13 bedingt, der dadurch umfahren wird. Der
gesamte Tankboden 19 wird auf diese Weise von der Tankmitte 15 bis
zur Tankwand 14 mit dem Saugrüssel 44 abgefahren
und von Gatsch 16 gereinigt.
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In
den 3 bis 6 ist ein sich auf dem Boden fortbewegendes
Reinigungsfahrzeug 85 von oben beim Fahren in tangentialer
Richtung ( 3), perspektivisch
(4, der besseren Übersicht
halber ohne Steuerleitungen 12), von oben beim Fahren in radialer
Richtung (5) und von
der Seite beim Fahren in tangentialer Richtung dargestellt (6).
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Das
Reinigungsfahrzeug 85 besteht aus einem Rahmen 31 mit
zwei angetriebenen Speichenrädern 32 und
einem Speichennachlaufrad 40. Statt Speichenräder 32, 40 können je
nach Tankausführung
auch Vollräder 67 oder
schwimmfähige
Räder verwendet
werden (s. z.B. 6).
Speicherräder 32 haben
den Vorteil, daß Hindernisse 38 (6) problemlos überfahren
werden können.
Als Antrieb werden vorzugsweise in Explosionsschutz-Räumen verwendete
Hydrostatik-Fahrmotoren 33 eingesetzt, die an Schwenkhebeln 65 befestigt,
schwenkbar im Rahmen 31 gelagert und mit den Steuerhebeln 63 bzw. 64 verbunden
sind. Eine Steuerstange 81, die aus den Stangenteilen und
den Feinsteuerzylindern 60 und 61 besteht, ist über die
Lagerstellen 41 mit den Steuerhebeln 63 und 64 verbunden.
Die Zylinder 60, 61 und 62 besitzen geeignete
Anschlüsse
und können
mit Hilfe von Steuerleitungen 12 angesteuert werden.
-
Da
die Steuerleitungen 12 zusammen mit den Saugleitungen 4, 4' von der Steuerung 10,
die sich im Bereich der Pumpe 3 befindet (s. z.B. 2), an das Fahrzeug 85 herangeführt werden
müssen, bietet
es sich an, Zylinder 60, 61 und 62 zu
verwenden, die eine Federrückführung in
die Null-Stellung besitzen. Dadurch wird nur ein Ölanschluss
für jeden Zylinder 60, 61, 62 erforderlich.
Es kann jedoch auch nötig
sein, Kolbenstangen-seitig und Gegenkolbenstangen-seitig die Zylinder 60, 61, 62 anzusteuern. Die
Steuerleitungen 12 werden entlang der Saugleitungen 4, 4' geführt und
durch Muffen 80 gehalten.
-
Auf
der Innenseite des Fahrzeugs 85 ist ein Speichennachlaufrad 40,
das auch als Vollrad ausgebildet sein kann, mit Nabe 39 mit
Hilfe eines nachlaufenden Schwenkhebels 66 und einer Vertikallagerung
im Rahmen 31 schwenkbar gelagert. Unter den gegebenen Voraussetzungen
ist somit das Fahrzeug 85 mit Hilfe der Steuerung 10 über die
Steuerleitungen 12 in allen erforderlichen Richtungen steuerbar (siehe
z.B. 2). Eine Fahrbewegung
des Fahrzeuges kommt dann zustande, wenn von der Steuereinrichtung 10 aus über die
entsprechende Steuerleitung 12 Flüssigkeit in die gewünschten
Fahrtrichtungsanschlüsse
der Fahrmotoren 33 geleitet wird.
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Zur
Realisierung einer exakten Kreisfahrt beim Absaugen ist es wichtig,
daß sich
die Mitten der Antriebsräder 32 tangential
zum theoretischen Kreis mit dem Radius r bewegen. Dies hat den Vorteil,
daß der
Schlauch 4',
der an der drehbaren Verstelleinrichtung 9 und der schwenkbaren
Deichsel 56 des Fahrzeuges 85 mit Hilfe der Klemmeinrichtung 55 befestigt
ist, immer eine leichte Vorspannung besitzt und nicht unzulässig durchhängt. Das
Fahrzeug fährt dann
tangential, wenn die Fortsetzung der Mitte des Schlauches 4 über dem
Gelenkpunkt 57 zum Tangentialpunkt T eine Gerade ist.
-
Steuereinrichtungstechnisch
wird dieser Effekt dadurch erreicht, daß bei nur geringfügigem Ausschwenken
der Deichsel 56 eine der Nocken 58 ein Steuerventil 59 betätigt, welches über eine
der Steuerleitungen 12 mit Hilfe des Feinsteuerzylinders 60 bzw. 61 eines
von beiden Rädern 32 zum
Schwenken veranlaßt.
Soll dagegen gemäß 5 ein Spurwechsel in radialer
Richtung "au" oder "i" erfolgen, dann werden über den
Spurwechsel-Zylinder 62 die beiden Antriebsräder 32 in
radialer Richtung geschwenkt und bei den Fahrmotoren 33 der
Antrieb "au" oder "i" angesteuert. Das Rad 40 folgt
aufgrund des Nachlaufprinzips immer der von den Rädern 32 vorgegebenen
Richtung. Es besteht auch die Möglichkeit,
einen Rahmen 85 auf der Basis eines 4-Radsystems aufzubauen,
wie in 3 in Strichlinien
angedeutet. In diesem Fall müssen
die Radsysteme 32' über ein
Lenkgestänge
gekoppelt und die Fahrmotoren ebenfalls mit Steuerleitungen angesteuert
werden.
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Der
Saugrüssel 44 ist
an dem Drehelement 42 angebracht, welches mit einem Antrieb 43 versehen
ist. Während
das Reinigungsfahrzeug 85 über den Tankboden fährt, rotiert
der Saugrüssel 44 um die
Drehachse des Drehelementes 42 und saugt den auf dem Tankboden
abgelagerten Gatsch ab (s. auch 7),
um einen gereinigten Tankboden 17 zu hinterlassen.
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Der
Saugrüssel 44 ist
aus elastischem und ölresistentem
Material gefertigt und ist unter Vorspannung eingebaut, so daß er während seiner
Gleitbewegungen ständig
auf den Boden bzw. durch den Gatsch einen Druck auf den Boden ausübt, wodurch im
direkten Saugbereich des Saugrüssels 44 eine
intensive örtliche
Aufwirbelung und Vermischung der Gatschsedimente bzw. Kleinaggregate
mit der Behälterflüssigkeit
erfolgt. Unter diesen Voraussetzungen kann das so entstandene Gemisch,
ohne sich großvolumig
zu vermischen, vom Ort der Entstehung unter hohem Saugdruck abgesaugt
und weitergeleitet werden.
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Bedingt
durch die kontinuierliche Fortbewegung des Fahrzeugs 85 in Überlagerung
mit den Kreisbewegungen des Saugrüssels 44 wird der
Tankboden sehr engmaschig zykloidenförmig vom Rüssel 44 abgegriffen
und von Gatsch befreit. Statt der kontinuierlichen Art der Fortbewegung
des Fahrzeuges 85 ist auch ein schrittweises Fortbewegen
denkbar. In diesem Fall wird der Boden vom Rüssel 44 nicht zykloidenartig,
sondern kreisförmig
abgesaugt. Durch diese Überlagerung
von Fahr- und Kreisbewegung ist ein vollflächiger Gatschabgriff am Boden
des Tanks möglich.
Der sich drehende, elastische Saugrüssel 44 ist gegenüber auf
oder über
dem Boden befindlichen Gegenständen 38 wie
Rohre bzw. Unebenheiten unempfindlich und gleitet einfach darüber hinweg
(s. auch weiter unten 16a–c).
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Das
in den Rüssel 44 eingesaugte Gatsch-Flüssigkeitsgemisch
gelangt zunächst
in ein Drehelement 42, welches von einem über eine
Steuerleitung 12 mit Flüssigkeit
versorgten Antrieb 43 in Kreisbewegung versetzt wird. Die
vom Antrieb 43 benutzte Flüssigkeit wird entweder direkt
an die Tankflüssigkeit
wieder abgegeben oder zur Einsparung von Steuerleitungen bei Bedarf
einem weiteren Dauerverbraucher wie z. B. einem Pumpenantrieb zur Versorgung
eines Düsenbalkens 18 (in 7 gestrichelt angedeutet)
für die
Dach-Unterseitenreinigung zugeleitet.
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Für eine grosse
Saugkraft am Saugrüsseleingang
ist eine in der Regel von einem Hydromotor 34 betriebene
Pumpe 35 verantwortlich. Dadurch kann ein kurzer Saugweg
von der Saugstelle zur Pumpe 35 realisiert werden, der
sich lediglich über die
Länge des
Saugrüssels 44,
dem Drehelement 42, des Krümmers 36 sowie der
Muffe 37 estreckt. Der Rest der Leitung durch die Saugleitungabschnitte 4, 4' ist auf Druckbasis
möglich.
Bei kleinen Tanks ist auch eine Lösung ohne zusätzliche
Saugpumpe 35 denkbar.
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Soll
das Gatsch-Flüssigkeitsgemisch
auf größere Distanzen
einer Aufbereitungsanlage 6 zugeführt werden, dann ist außerhalb
des Tanks eine weitere Verstärkungspumpe 3 erforderlich.
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In
den 8 bis 10 ist das Reinigungsfahrzeug 86 als
Pontonfahrzeug ausgebildet. In vielen Fällen sind nämlich auf dem Boden eines Großtanks so
viele Hindernisse untergebracht, daß ein Fahren wie bisher beschrieben
nicht möglich
ist. In diesen Fällen
bietet es sich an, den Fahrbetrieb vom Tankdach aus zu betreiben.
Dies ist dadurch möglich,
daß an
das bisher beschriebene Reinigungsfahrzeug 85 auf dem Kopf
stehend geeignete Pontons 53, 54 in starrer oder
aufblasbarer Form quer am Rahmen 31 befestigt werden. Das
so entstandene Ponton-Reinigungsfahrzeug 86 ist in Bezug
auf die Antriebskräfte derart
dimensioniert, daß es
wie ein Fahrzeug auf dem Boden an der Dach-Unterseite betrieben werden kann. Der
Ponton-Effekt wird ferner beim Bau des Rahmens 31 durch
Verwendung von Hohlprofilen noch unterstützt. Die Pontons sind mit Hilfe
von Bügeln 52 und
Verschraubungen 51 am Rahmen 31 befestigt. In
besonderen Fällen
können
auch groß dimensionierte ölresistente,
aufblasbare oder auch aus Blech gefertigte Hohlreifenräder mit
Ponton-Effekt eingesetzt werden.
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Das
Drehelement 42 mit dem Antrieb 43 ist mit Hilfe
einer Halterung 45 so befestigt, daß ein Dachbetrieb möglich ist.
Die Schwimmhöhe
h des Schwimmdachs 2 bzw. die Länge des Saugrüssels 44 müssen so
bemessen sein, daß beim
Absaugen von Gatsch 16 das Rüsselende immer die nötige Bodenanpressung
besitzt.
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Soll
eine Dachbedüsung
erfolgen, dann ist dies mit einer Bedüsung 46 möglich. Der
Antrieb 49 dafür
besitzt einen Zulauf 50, ein Drehelement 48 mit Düsenrohr
und Düse 47.
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Bei
kleineren Tanks sind die Saugleitungabschnitte 4' und 4 kurz
genug, so daß auf
eine Pumpe 35 mit Antrieb 34 verzichtet werden
kann. Dadurch ist ein wesentlich einfacherer Aufbau möglich.
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Wesentliche
Bestandteile der in den 11 bis 13 dargestellten Variante
eines Ponton-Reinigungsfahrzeuges 86 mit längs angeordneten
Pontons 70 sind der flexible Schlauchabschnitt 73 zwischen
der Pumpe 35 und dem Drehelement 42 sowie der über die
Halterung 71 mit dem Rahmen 31 verbundene Schwenkantrieb 72.
Diese Komponenten erlauben es, den Saugrüssel 44 mitsamt Drehelement 42 zu
verschwenken, so daß nicht
nur der Tankboden 19, sondern auch die Tankwand 14 bzw.
die Tankdachunterseite gesäubert
werden können.
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Ein
nach bereits beschriebenen Prinzipien arbeitendes Ponton-Reinigungsfahrzeug 86 mit
einem Schwenkantrieb 72 für das Drehelement 42 mit Antrieb 43 ist
in der Lage den Boden 19 nach 11, die Außenwand 14 nach 12 und das Schwimmdach 2 nach 13 bei gefülltem Tank
abzusaugen.
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Sollte
sich unter bestimmten Voraussetzungen der Gatsch schlecht vom Boden
lösen oder
ganze Aggregate aus dem Gatsch gelöst werden die eine schlechte Pumpfähigkeit
aufweisen, dann besteht, wie in den 14 und 15 dargestellt ist, am Anfang des
Saugrüssels 44 die
Möglichkeit,
eine Halterung 76, 77 mit einem oder mehreren
Fingern bzw. Aufreißhaken
oder Zähnen
zu befestigen. Zur Vermeidung von Funken sollten diese aus geeignetem Kunststoff
gefertigt sein. Ferner muß die
Konfiguration so gewählt
werden, daß ein
Verhaken mit irgendwelchen Gegenständen nicht möglich ist.
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Eine
weitere Möglichkeit
der Aggregatzerkleinerung besteht darin, in das Drehelement 42 einen
Zerkleinerer 74 mit Antrieb 75 einzubauen (in 14 gestrichelt angedeutet).
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Der
drehende Saugrüssel 44 hat
bei Hindernissen wie z. B. Heizrohren 78 usw. den Vorteil,
daß er
zunächst
die Fläche
unterhalb des Rohres 78 von rechts reinigt (16a), beim Überfahren über das Rohr
gleitet (16b) und danach
von links die Fläche
unter dem Rohr reinigt (16c).
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Die
in den 17a, b, 18 dargestellte
Verstelleinrichtung 9 hat die Aufgabe, beim Einsatz die verschiedenartigen
Reinigungsfahrzeuge 8, 85, 86 oder 87 bei
jeder Umkreisung im neu eingestellten Radius r mit Hilfe der zugfesten
Saugleitung 4' sozusagen
an der Leine zu halten. Die Steuereinrichtung 10 sorgt über die
bereits beschriebene, automatisierte Radsteuerung dafür, daß die Saugleitung 4' während der
Kreisfahrt immer unter leichter Vorspannung bleibt.
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Der
Schlauch 4' ist
ferner mit Muffen 80 (s.a. 28–30) umgeben, die gleichzeitig
mit Längenmarkierungen
versehen sind, die Steuerleitungen 12 führen und aufgrund ihres geringen
spez. Gewichtes den Schlauch 4' im gefüllten Zustand zum Schwimm- bzw.
Schwebeschlauch machen.
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Der
Teller 22 ist mit einem Drehkranz 28 in Torsionsrichtung
leichtgängig
auf dem Mannloch 21 gelagert, so daß bei Kreisfahrt der Reinigungsfahrzeuge 8, 85, 86 und 87 die
komplette Verstelleinrichtung fast ohne Kraftaufwand mit gleicher
Winkelgeschwindigkeit folgen kann. Auf dem Drehteller 22 sind
eine Schlauchtrommel 23 sowie eine Feststellbacke 24 mit
einem Lagerbock 27 montiert.
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Der
Schlauch 4 umschlingt vor dem Einfahren in den Tank mehrmals
die Schlauchtrommel 23. Aufgrund des dadurch entstandenen
Schlingbandeffektes wird der Schlauch 4 mit der Schlauchtrommel 23 kraftschlüssig und
tangential über
ein Einführungsrohr 20 in
den Tank geführt.
Ferner ist die Saugleitung über
den zweiten Saugleitungabschnitt 4' mit dem Fahrzeug, wie bereits
beschrieben, fest verbunden. Der Antrieb der Schlauchtrommel 23 erfolgt
mit Hilfe eines Stellmotors 26 mit Zähler, an dem der jeweilige
Radius r abgelesen werden kann.
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Während des
Verstellvorganges wird durch Beaufchlagen des Zylinders 25 die
Feststellbacke 24, welche im geschlossenen Zustand als
zusätzliche
Absicherung des Schlingbandeffektes fungiert, gelüftet. Dies
erfolgt z. B. bei Betätigung
des Spurwechselzylinders, dem immer eine Bewegung in Fahrtrichtung "au" oder "i" folgt (siehe auch 5).
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Die
Steuereinrichtung 10 ermöglicht über Leitungen 12,
das Reinigungsfahrzeug gezielt teils automatisch und teils manuell
unter Berücksichtigung
der Tankkonfiguration exakt zu steuern. Dabei ist es wichtig, daß die für die jeweilige
Funktion erforderlichen Fördermengen
(z. B. Pumpenantrieb, Lenkung) aufgrund ihrer sehr unterschiedlichen
Leistungsaufnahmen richtig ausgewählt werden. Die für die Steuereinrichtung
erforderliche Flüssigkeit
wird unter Inanspruchnahme einer Saugleitung 11 dem Tank
entnommen und nach Gebrauch wieder zurückgeleitet.
-
Die
Position des Reinigungsfahrzeuges 86 im Tank – dies ist
für die
Beurteilung des Explosionsschutzes wichtig -, kann zu jeder Zeit
mit Hilfe einer Schwenkwinkelmeßeinrichtung
und der ausgefahrenen Schlauchlänge über den
Zähler
am Stellmotor 26 rekonstruiert bzw. an einem Display sichtbar
gemacht werden. Aufgrund der bisherigen Ausführungen kann die Steuerung
der gesamten Anlage im Inneren des Tankes ohne Elektrik erfolgen,
was den Explosionsschutz beträchtlich
erleichtert. Sollen die Steuereinrichtung und der Antrieb auf elektrischer Basis
erfolgen, dann ist die Explosionsschutzgruppe 0 einzuhalten.
-
An
vielen Schwimmdächern,
wie in den 19 und 20 zu sehen ist, sind zur
Abstützung
bei der Tankentleerung Führungsrohre 94 für die Dachstützen mit
Rippen 95 in der Regel kreisförmig (siehe Lochkreis Lk1,
Lk2 und Lk3 usw.) um die Tankmitte 15 angeordnet. Gleichzeitig
kann der Tankboden 19 mit Hindernissen wie Heizrohren usw.
versehen sein. Zum Zweck einer ungestörten Fahrt bietet sich unter diesen
Voraussetzungen an, ein Ponton-Reinigungsfahrzeug 86 nach
der bereits beschriebenen Methode zwischen den Lochkreisen fahren
zu lassen. In einem solchen Fall ist jedoch das Fahrzeug 86 mit
einem verlängerten
Rohr 96 und bei Bedarf ebenfalls verlängertem Fortsatz 97 ausgerüstet, die
gemeinsam den Saugrüssel 113 bilden.
Bei gewünschter gleichzeitiger
Dachabsaugung kann ein weiterer Saugrüssel 113 aus Fortsatz 100 und
Rohr 99 in synchronem Lauf mit der Bodenabsaugung vorgesehen werden.
-
Das
Drehelement 98 ist mit einem verstellbaren Oszillierantrieb
versehen, so daß die
Amplituden A1 und A2 stufenlos einstellbar sind, d. h. den jeweiligen
Verhältnissen
angepasst werden können.
Findet ein Betrieb mit Dachabsaugung statt, muß der Bereich der Saugleitung 4' bei der Amplitudeneinstellung
berücksichtigt
werden. Findet der Betrieb jedoch ohne Dachabsaugung statt, dann
ist eine Steigerung der Saugrüsselbewegung
bis zum Kreisbetrieb möglich.
Die Spurbreite beträgt
in diesem Fall 2 × r1.
-
In
den meisten Fällen
bietet sich jedoch eine Arbeitsweise gemäß 20 an, bei der nach jedem Schwenkvorgang
des Rohres 96 ein Weg s zurückgelegt wird, dem dann die
Gegenschwenkung folgt. Die Saugposition der Fortsätze 97 und 100 können stufenlos
eingestellt werden. Läuft
der Saugrüsselfortsatz 97 gegen
ein unüberwindbares
Hindernis, dann wird bedingt durch den damit verbundenen Druckanstieg
einfach eine Schwenkung in die Gegenrichtung veranlasst. Danach
läuft der
Betrieb wieder normal weiter. Eine Beschädigung der Anlage durch Fehlbedienung
oder Einstellung oder Unberechenbarkeiten ist also nicht möglich.
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Das
in den 21, 22, 23 abgebildete Pontonfahrzeug 87 weist
einen Ponton 106 auf, auf dem der Steuerkasten 105 mit
einer gegebenenfalls starren Deichsel 102 mit Halterung 103 befestigt
ist. Im Steuerkasten 105 sind geeignete, über die
Steuereinrichtung fern- oder automatisch gesteuerte und mit den
Rädern 107 und 108 bzw.
den Hubhebeln 109 gekoppelte Antriebe untergebracht. Der
tangentiale, in Kreisrichtung orientierte Antrieb des Fahrzeuges 87 erfolgt über die
Räder 107,
der radiale, zur Tankmitte hin bzw. zur Tankaußenwand 14 hin orientierte
Antrieb erfolgt über
die Räder 108.
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Die
Räder 108 sind
zusätzlich
mit Hilfe eines Hebels 109 höhenverstellbar. Dadurch wird
erreicht, daß je
nach Erfordernis die tangential angetriebenen Räder 107 rechts- oder
linksdrehend bedingt durch den Auftrieb des Pontons 106 mit
der erforderlichen Kraft gegen das Schwimmdach 2 drücken (s.
a. weiter unten 24, 25). Eine radiale Fahrtrichtung
liegt vor, wenn unter gleichen Voraussetzungen die Räder 108 aufgrund
der Betätigung
der Hebel 109 die Räder 107 außer Funktion
setzen.
-
Lenkmanöver können sowohl
bei tangentialer als auch bei radialer Fahrtrichtung ähnlich wie
im Bagger- und Raupenbetrieb durch Gegenläufigkeit, Differenzgeschwindigkeit
von einer zur anderen Antriebsseite oder durch stehende Räder auf
der einen Seite und Antrieb auf der anderen Seite bewirkt werden.
-
Beim
Einsatz einer Deichsel 102 geht man davon aus, daß durch
den Radialzug des Schlauches 4' bedingt das Stellmoment über die
Deichsel 102 immer so groß ist, daß das Fahrzeug beim Kreisbetrieb immer
ein tangentiales Verhalten aufweist. Es besteht jedoch auch die
Möglichkeit,
eine automatisierte Deichselsteuerung wie die bereits in 3 bis 6 beschriebene ventilgesteuerte Variante
einzusetzen.
-
Der
Pontonbehälter 106 oder
die Pontonbehältnisse
sind so angeordnet, daß,
wie in 22 dargestellt,
eine Verbindung von der Scharre 116 über den Rüssel 113, des am Steuerkasten 105 befestigten
Drehelementes 110 und dem Schlauchstutzen 104 zum
Schlauch 4' möglich ist.
Zur Scharre 116 führt
ferner ein Hydraulikschlauch 114, dem mit Hilfe eines Drehelementes 111 vom
bereits beschriebenen Hydrauliksystem Flüssigkeit zugeleitet wird und
diese an eine funkenlos arbeitende, hydrostatisch beschriebene Fräse 115 weiterleitet.
Die Fräse 115 ist
in solcher Weise vor der Scharre 116 befestigt, daß der weggefräste Gatsch
direkt in die Scharre 116 befördert wird und vom Saugrüssel 113 abgesaugt
werden kann. Ein Schutzbügel 112 sorgt
dafür,
daß sich
die Scharre nicht in eventuelle Störkörper wie z. B. Rohre einhaken
kann. Der Saugrüssel 113 mit
Scharre 116 arbeitet nicht nach dem Prinzip des rotierenden Saugrüssels, sondern
nach dem Nachlaufprinzip und nur auf Scharrenbreite. Das Drehelement 110 wird
lediglich beim Wendevorgang benutzt.
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Eine
weitere Möglichkeit,
festsitzenden Gatsch 16 vom Tankboden 19 mit einer
Scharre im Vorlauf zu lösen,
zeigt 23. Hier wird
der über
die Leitung 114 einer Düse 118 zugeführte Flüssigkeitsstrom über einem
Düseneffekt
genutzt, um Gatsch vom Boden zu lösen und in Richtung Scharre 116 zu transportieren.
-
24 zeigt ein Ponton-Reinigungsfahrzeug 87 kurz
vor dem Spurwechsel, welches vergleichbar ist mit dem in 22 und 23. Die Radialantriebsräder 108 haben
bereits die Tangentialantriebsräder 107 durch
das Abheben außer
Funktion gesetzt. Bei dem Drehelement 131 handelt es sich
um eine Variante ohne Antrieb, die einfach der Fahrzeugrichtung
folgt bedingt durch die Kräfte,
die sich beim Eintauchen der mehrfach am Krümmer 119 befestigten
Saugrüssel 44 in
den Gatsch ergeben. Verschiebt sich das Fahrzeug in Pfeilrichtung
zum Spurwechsel am Wendepunkt 120 oder 121 gemäß 26, dann ergibt sich automatisch über die
Länge des
Saugrüssels 44 ein
Drehmoment während
des Wendemanövers
und die Saugrüssel 44 schwenken
um 180° bis
zum Lauf in die tangentiale Gegenrichtung.
-
In 25 befindet sich das mit 24 identische Fahrzeug 87 in
Tangentialstellung und ist ebenfalls mit einem Drehelement 131 ausgerüstet, besitzt
jedoch eine 2-fache Scharrenausrüstung 116, die
auf der rechten Seite mit Bedüsung
und auf der linken Seite als Variante ohne Bedüsung ausgebildet ist.
-
26 zeigt ein Ponton-Reinigungsfahrzeug 87 bei
der Arbeit im Kreisbetrieb, wobei die starre Deichsel 102 über eine
Halterung 103 mit dem Schlauch 4 gekoppelt ist.
Die Einfachscharre 116 ist mit einem Saugrüssel 44 gekoppelt
und arbeitet im Nachlaufbetrieb. Der Spurwechsel erfolgt links und rechts
von der Regenrinne 13 gemäß Pfeilmarkierungen 120 und 121.
Am Ende wird von außen
nach innen in Richtung Tankmitte (siehe Pfeile) die Restreinigung
neben dem Regenablauf 13 vorgenommen.
-
Das
Einführen
eines Reinigungsfahrzeuges 85 in den Tank ist in 27 dargestellt. Die Mannlochaufbauten 92 auf
den Schwimmdächern 93 besitzen
nur einen Einstiegsdurchmesser von ca. 800 mm. Dies bedeutet bei
der Einführung
der Fahrzeuge 85, 86 und 87 in den Tank,
daß sie
so in Einzelteile zerlegt werden müssen, daß eine Einführung und innere Montage über die
Mannlöcher
möglich
ist. Hilfreich ist dabei, wenn speziell die schweren Rahmenteile
aus geschlossenen Leichtmetall-Hohlprofilen gefertigt werden, um
schwimmfähig
zu werden. Ferner besteht die Möglichkeit
die Pontons aufblasbar zu gestalten.
-
Die
Praktikabilität
des beschriebenen Systems ist jedoch wesentlich größer, wenn
in der Mitte des Tankes ein vergrößerter Dacheinstieg 90 realisiert
wird. Unter diesen Voraussetzungen ist es möglich, ein komplettes Fahrzeug 85, 86 oder 87 mit
Hilfe einer geeigneten Hebevorrichtung 79 in den Tank einzuführen und
nach Gebrauch wieder auszubauen.
-
Auf
dem zusätzlich
in der Mitte der Abdeckung 91 vorgesehenen Mannlochaufbau 92 kann dann,
wie bereits unter 17a, 18 und 19 beschrieben, die Verstelleinrichtung 9 aufgebaut
werden.
-
Die
Saugleitung 4, 4' stellt
die Verbindung zur Förderung
des Gatsch-Flüssigkeitsgemisches zwischen
dem Reinigungsfahrzeug 8, 85, 86, 87 und der
Pumpe 3 her. Sie ist gleichzeitig Träger für die Steuerleitungen 12,
die von genuteten Muffen 80, die aus extrem leichtem ölfestem
Material bestehen bzw. viele Hohlräume besitzen und somit einen
entsprechenden Auftrieb erzeugen geführt und gegen die Schlauchwandungen
gedrückt
werden (s. 28, 29). Aufgrund eines so erzeugten
Schwimmkisseneffektes machen die Muffen 80 den Schlauch 4' zum Schwimmschlauch.
-
Die
Muffen 80 werden in gleichen Abständen auf den Schlauch 4 aufgespannt
und mit Längenmaßzahlen
versehen. Dadurch ist es möglich,
den Abstand r gemäß 18 als Orientierungsposition zum
Fahrzeug ständig
abzulesen und als Steuersignal zu benutzen.
-
Ein
Schwimm- und Steuerschlauch 122 mit gleichzeitiger Förderfunktion
für das
Gatsch-Flüssigkeitsgemisch
kann auch, wie in 30 dargestellt, ausgebildet
sein. Hierzu werden runde oder andere Hohlräume 132 in die Schlauchwandungen
eingearbeitet, die sowohl Steuereinrichtungs- als auch Auftriebsfunktion übernehmen
können.
-
- 1
- Tank
- 2
- Schwimmdach
- 3
- Pumpe
- 4
- Saugleitung,
erster Abschnitt
- 4'
- Saugleitung,
zweiter Abschnitt
- 5
- Zulaufleitung
- 6
- Aufbereitungsanlage
- 7
- Rücklaufleitung
- 8
- Ponton-Reinigungsfahrzeug
- 9
- Verstelleinrichtung
- 10
- Steuereinrichtung
- 11
- Saugleitung
für Steuereinrichtungspumpen
- 12
- Steuerleitungen
- 13
- Regenablauf
- 14
- Tankwand
- 15
- Tankmitte
- 16
- Gatsch
- 17
- gereinigter
Tankboden
- 18
- Düsenbalken
- 19
- Tankboden
- 20
- Einführrohr
- 21
- Mannloch
- 22
- Drehteller
- 23
- Schlauchtrommel
- 24
- Feststellbacke
- 25
- Zylinder
- 26
- Verstellmotor
- 27
- Lagerbock
- 28
- Drehkranz
- 31
- Rahmen
- 32
- Speichenrad
- 32'
- Speichenrad
bei 4-fach Betrieb
- 33
- Fahrmotor
- 34
- Pumpenmotor
- 35
- Pumpe
- 36
- Krümmer
- 37
- Muffe
- 38
- Hindernis
- 39
- Radnabe
- 40
- Speichen-Laufrad
- 41
- Lagerung
- 42
- angetriebenes
Drehelement
- 43
- Antrieb
für Drehelement
- 44
- elastischer
Saugrüssel
- 45
- Halterung
- 46
- Bedüsung
- 47
- Düsenrohr
- 48
- Drehelement
- 49
- Bedüsungsantrieb
- 50
- Zulauf
- 51
- Verschraubung
- 52
- Bügel
- 53
- Blechponton
quer
- 54
- aufblasbarer
elastischer Ponton quer
- 55
- Klemmvorrichtung
- 56
- Deichsel
- 57
- Gelenk
- 58
- Nocke
- 59
- Steuerventil
- 60
- Feinsteuerzylinder
rechts
- 61
- Feinsteuerzylinder
links
- 62
- Spurwechsel-Zylinder
- 63
- Hebel
- 64
- Hebel
- 65
- Rad-Schwenkhebel
- 66
- nachlaufender
Rad-Schwenkhebel
- 67
- Vollrad
- 68
- Beginn
Spurwechsel
- 69
- Ende
Spurwechsel
- 70
- Blech-
od. aufblasbarer Ponton längs
- 71
- Halterung
- 72
- Schwenkantrieb
- 73
- Schlauch
- 74
- Zerkleinerer
- 75
- Zerkleinerer-Antrieb
- 76
- Halterung
mit mehreren Aufreißhaken
- 77
- Halterung
mit einem Aufreißhaken
- 78
- Heizrohr
oder anderes Hindernis
- 79
- Hebevorrichtung
- 80
- Muffe
- 81
- Steuerstange
- 85
- Reinigungsfahrzeug
- 86
- Ponton-Reinigungsfahrzeug
- 87
- Ponton-Reinigungsfahrzeug
- 90
- vergrösserter
Dacheinstieg
- 91
- Abdeckung
- 91'
- Wand
mit Flansch
- 92
- Mannloch-Aufbau
- 93
- Schwimmdach
- 94
- Führungsrohr
für Dachstützen
- 95
- Rippe
- 96
- Rohr
- 97
- Fortsatz
- 98
- Drehelement
mit verstellbarem Oszillierantrieb
- 99
- Rohr
- 100
- Fortsatz
- 101
- Rohr
- 102
- Deichsel
- 103
- Halterung
- 104
- Schlauchanschluß
- 105
- Steuerkasten
- 106
- Ponton
- 107
- Tangentialantriebsrad
- 108
- Radialantriebsrad
- 109
- Hubhebel
- 110
- angetriebene
Drehelement
- 111
- Drehelement
- 112
- Schutzbügel
- 113
- Saugrüssel
- 114
- Hydraulikschlauch
- 115
- Fräse
- 116
- Scharre
- 118
- Düse
- 119
- Rohrkrümmer
- 120
- Wendepunkt
links
- 121
- Wendepunkt
rechts
- 122
- Schlauch
- 124
- Schotten
- 125
- Randabdichtung
- 126
- angetriebene
Drehelement
- 127
- Pumpe
- 128
- angetriebene
Drehelement
- 129
- erster
Saugleitungabschnitt
- 130
- Druckleitung
- 131
- Drehelement
- 132
- Hohlraum
- 133
- Tankmitte
- 134
- Rohr
(zweiter Saugleitungabschnitt)
- 135
- Fortsatz