DE102015119253A1 - Tank top and tank - Google Patents
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Abstract
In einem Tanktop T für einen Tank 1 mit einer Lanze 9 zum Versprühen eines Reinigungsmediums, das die Lanze 9 mit einem im Wesentlichen axialen Hauptstrom durchsetzt, aus in der Lanze 9 vorgesehenen Sprüh-Bohrungen 11 und mindestens einem Sprühkopf 211, sind die Bohrungen 11 als Sprühdüsen S in einem koaxial in die Lanze 9 integrierten Düsenkörper R ausgebildet, der innen eine vom Hauptstrom bestrichene Flächenanordnung F aufweist, mit der im Bereich der Sprühdüsen S turbulente Strömungsverhältnisse erzeugbar sind.In a tank top T for a tank 1 with a lance 9 for spraying a cleaning medium, which passes through the lance 9 with a substantially axial main flow, provided in the lance 9 spray holes 11 and at least one spray head 211, the holes 11 as Spray nozzles S are formed in a nozzle body R which is integrated coaxially into the lance 9 and internally has a surface arrangement F swept by the main flow, with which turbulent flow conditions can be generated in the region of the spray nozzles S.
Description
Die Erfindung betrifft einen Tanktop gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Tank gemäß Anspruch 17. The invention relates to a tank top according to the preamble of
An Tanks in der Nahrungs- und Getränkeindustrie werden für die Tanks benötigte Armaturen zu einem sogenannten Tanktop oder einer Tankdomarmatur zusammengefasst. Der Tanktop ist z.B. eine Einheit mit wenigstens einem Vakuumventil, einem Sicherheitsventil, mit Messtechnik und Reinigungstechnik. Der beispielsweise am oberen Deckel des Tanks angeordnete Tanktop muss während der Tankreinigung an seinen vom Produkt berührten Innenflächen gereinigt werden. Zum Reinigen des Tanks vorgesehene Sprühkugeln oder Zielstrahlreiniger können eine gründliche Reinigung des Tanktops nicht sicherstellen. Deshalb werden zur Reinigung des Inneren des Tanktops Sprüh-Bohrungen in einer durch den Tanktop zu einem Sprühkopf geführten Lanze angebracht. Hierzu wird beispielsweise auf die
Ferner ist es bekannt, in der Reinigungslanze eingeschweißte oder eingeschraubte separate Kegel- oder Flachstrahldüsen vorzusehen. Die Bohrungen oder Düsen zweigen das zum Reinigen des Tanktops benötigte Reinigungsmedium aus dem Hauptstrom ab, welcher beispielsweise am unteren Ende der Lanze angeordnete Reinigungsgeräte wie z.B. einen Sprühkopf versorgt. Furthermore, it is known to provide welded or screwed separate conical or flat jet nozzles in the cleaning lance. The bores or nozzles branch off the cleaning medium required for cleaning the tank top from the main stream, which comprises, for example, cleaning devices arranged at the lower end of the lance, such as e.g. supplied a spray head.
In die Lanze eingebrachte, zylindrische Bohrungen erzeugen nur einen sehr eng gebündelten Sprühstrahl, der beispielsweise dem einer konventionellen Sprühkugel entspricht. Durch die dünne Wandstärke der Lanze von meist nur 1,5 bis 2,0 mm ist eine Beeinflussung der Strahlform nicht möglich. Dies ist für eine Sprühkugel kein Nachteil, deren Sprühstrahlen weiter entfernte Tankwandbereiche bestreichen müssen, ist jedoch unter den beengten Verhältnissen beispielsweise im Kreuzstück des Tanktops nachteilig, da mit dem eng gebündelten Sprühstrahl nur eine sehr kleine Fläche direkt mit dem Reinigungsmittel beaufschlagt werden kann. Dies führt dazu, dass zur sicheren Reinigung eine große Anzahl Bohrungen, eventuell mit großen Durchmessern, erforderlich ist, woraus ein hoher Verbrauch an Reinigungsmedium resultiert. Der Einsatz separater Kegel- oder Flachstrahldüsen in der Lanze ist durch den Einzelpreis der Düsen und die aufwändige Einbringung in die Lanze durch Einschweißen oder Einschrauben in eingeschweißte Muffen teuer. Auch sind solche Düsen aufgrund der beengten Platzverhältnisse im Tanktop ungünstig, und es ergeben sich, insbesondere bei verschraubten Düsen, hygienische Probleme. Inserted into the lance, cylindrical holes produce only a very tightly focused spray, which corresponds for example to a conventional spray ball. Due to the thin wall thickness of the lance of usually only 1.5 to 2.0 mm influencing the beam shape is not possible. This is not a disadvantage for a spray ball whose spray jets have to spread more distant tank wall areas, but is disadvantageous in the cramped conditions, for example in the tank cross piece, since only a very small area can be acted upon directly with the cleaning agent with the tightly focused spray. This means that a large number of holes, possibly with large diameters, is required for safe cleaning, resulting in a high consumption of cleaning medium. The use of separate conical or flat jet nozzles in the lance is expensive due to the unit price of the nozzles and the complex introduction into the lance by welding or screwing in welded-in sleeves. Also, such nozzles are unfavorable due to the limited space in the tank top, and there are, especially in bolted nozzles, hygienic problems.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der am Markt verfügbaren Lösungen zu vermeiden und trotz der beengten Platzverhältnisse im Tanktop eine zuverlässige Reinigung mit einer minimalen Anzahl an Bohrungen in der Lanze sicherzustellen. Ferner ist ein Tank zu schaffen, der sich durch einen kostengünstigen, zuverlässig zu reinigenden und damit wartungsarmen Tanktop auszeichnet. The invention has for its object to avoid the disadvantages of the solutions available on the market and to ensure a reliable cleaning with a minimum number of holes in the lance despite the limited space in the tank top. Furthermore, a tank is to create, which is characterized by a cost-effective, reliable to clean and thus low-maintenance tank top.
Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 17 gelöst. The stated object is achieved with the features of
Der Düsenkörper ist einfach zu fertigen und in seiner Wandstärke nicht durch die Wandstärke der Lanze beschränkt, so dass die Bohrungen als Sprühdüsen ausgebildet werden können, welche die Bildung eines breit aufgefächerten, kräftigen Sprühstrahls bzw. Sprühkegels unterstützen. Die im Düsenkörper vorgesehene Flächenanordnung erzeugt, z.B. in einem Ringraum, d.h. am Eintritt in die Sprühdüsen, eine starke Turbulenz, welche für das Auffächern der Strahlen essentiell ist. Ohne diese Flächenanordnung würde im Ringraum eine weitgehend laminare Strömung herrschen und die erzeugte Strahlform wäre trotz der Düsenform ein weitgehend gebündelter Strahl. Die Kombination aus den Sprühdüsen und turbulenten Strömungsverhältnissen an den Sprühdüsen erzeugt somit eine breite Auffächerung der Sprühstrahlen. Die Sprühstrahlen bestreichen dadurch selbst bei den beengten Platzverhältnissen im Kreuzstück des Tanktops große Flächen intensiv mit dem Reinigungsmedium, so dass mit einer minimalen Anzahl an Sprühdüsen eine zuverlässige Reinigung sichergestellt ist. Des Weiteren reduziert die Turbulenz in den Sprühdüsen deren Durchsatz. Insgesamt führt die oben dargestellte Anordnung zu einem geringeren Reinigungsmittelverbrauch und zu einer effektiveren Reinigung des Kreuzstücks und seiner Einbauten. Der Düsenkörper weist im Zentrum einen Durchgang auf, durch den das Reinigungsmedium in Richtung zu dem Tankreinigungsgerät bzw. Sprühkopf annähernd die volle Nennweite der Reinigungslanze nutzen kann. The nozzle body is easy to manufacture and not limited in its wall thickness by the wall thickness of the lance, so that the holes can be formed as spray nozzles, which support the formation of a wide-fanned, powerful spray or spray cone. The surface arrangement provided in the nozzle body generates, e.g. in an annulus, i. at the entrance to the spray nozzles, a strong turbulence, which is essential for the fanning of the rays. Without this surface arrangement, a largely laminar flow would prevail in the annular space and the generated jet shape would be a largely focused jet despite the nozzle shape. The combination of the spray nozzles and turbulent flow conditions at the spray nozzles thus produces a wide fanning out of the spray jets. As a result, the spray jets evenly coat large areas with the cleaning medium, even in the cramped space conditions in the crosspiece of the tank, so that reliable cleaning is ensured with a minimum number of spray nozzles. Furthermore, the turbulence in the spray nozzles reduces their throughput. Overall, the above arrangement leads to a lower detergent consumption and to a more effective cleaning of the crosspiece and its internals. The nozzle body has in the center on a passage through which the cleaning medium in the direction of the tank cleaning device or spray head can use approximately the full nominal diameter of the cleaning lance.
Der an eine Lebensmittel-Abfülllinie angebundene Tank zeichnet sich durch einen kostengünstigen, effizient zu reinigenden, wartungsarmen Tanktop aus. The tank, which is connected to a food filling line, is characterized by a low-cost, efficiently cleaned, low-maintenance tank top.
Es kann der Düsenkörper einen zumindest weitgehend rotationssymmetrischen Querschnitt haben, und einfach herstellbar sein. Zweckmäßig ist er ein bequem einsetzbarer Düsenring, z.B. aus Metall. Alternativ könnte er ein Verbindungsflansch für die Lanze sein. It may have the nozzle body an at least substantially rotationally symmetrical cross-section, and easy to produce. It is useful a convenient nozzle ring, eg made of metal. Alternatively it could be a connecting flange for the lance.
Zweckmäßig weist die Flächenanordnung des Düsenkörpers einen zum Inneren des Düsenkörpers offenen, hinterschnittenen Ringraum und in Richtung des Hauptstroms stromab des Ringraums und an diesen anschließend einen annähernd quer zur Richtung des Hauptstroms orientierten, gegenüber dem Innendurchmesser der Lanze geringfügig vortretenden Fangkragen auf. Der Fangkragen ist entweder mit in Umfangsrichtung verteilten, einzelnen Fangschaufeln ausgebildet, oder geht in Umfangsrichtung durch. Durch zwischen den Fangschaufeln angeordnete Zwischenabstände kann die Turbulenz im Ringraum beeinflusst werden, da das partielle Einleiten des Hauptstromes größere Turbulenzen erzeugt als ein geschlossener Fangkragen. Hierbei können die Sprühdüsen bei den einzelnen Fangschaufeln oder in den Zwischenabständen zwischen diesen angeordnet sein, wobei die Turbulenz direkt an der Fangschaufel kleiner ist als im Bereich zwischen den Fangschaufeln. Je größer die Turbulenz am Eintritt der Sprühdüse ist, desto größer ist der Öffnungswinkel des gebildeten Sprühkegels. Der Öffnungskegel der Sprühstrahlen kann somit durch die Anordnung und Größe der Zwischenabstände und die Lage der Sprühdüsen relativ zu diesen optimal den Erfordernissen angepasst werden. Des Weiteren wird durch die Zwischenabstände nur ein geringer Teil des Nennquerschnitts der Lanze beansprucht und somit die Strömung in Richtung des Reinigungsgeräts oder Sprühkopfes weniger beeinflusst. Suitably, the surface arrangement of the nozzle body has an open to the interior of the nozzle body, undercut annular space and in the direction of the main flow downstream of the annulus and then an approximately transversely oriented to the direction of the main flow, with respect to the inner diameter of the lance slightly protruding Fang collar on. The catch collar is formed either with circumferentially distributed, individual trapping blades, or passes in the circumferential direction. By arranged between the trailing blades spacings, the turbulence in the annulus can be influenced, since the partial introduction of the main flow generates greater turbulence than a closed catch collar. In this case, the spray nozzles can be arranged at the individual catch blades or in the intermediate spaces between them, wherein the turbulence is directly smaller at the catching blade than in the area between the catching blades. The greater the turbulence at the inlet of the spray nozzle, the larger the opening angle of the spray cone formed. The opening cone of the spray jets can thus be optimally adapted to the requirements by the arrangement and size of the intermediate spaces and the position of the spray nozzles relative to these. Furthermore, only a small part of the nominal cross section of the lance is stressed by the intermediate distances, and thus the flow in the direction of the cleaning device or spray head is less affected.
Die Sprühdüsen sind vorteilhaft aufgefächerte Sprühkegel produzierend Kegelsprühdüsen. The spray nozzles are advantageously fanned spray cone producing cone spray nozzles.
Die Sprühdüsen werden im Düsenkörper unter verschiedenen Winkeln bezüglich der Achse der Lanze angeordnet, um die vom Produkt berührten Oberflächen von im Tanktop angeordneten Armaturen, die Innenwand des Kreuzstücks und die Außenwand der Lanze gleichermaßen intensiv zu reinigen. Die inneren Mündungen der Sprühdüsen sollten innerhalb des Ringraums liegen. The spray nozzles are placed in the nozzle body at different angles relative to the axis of the lance to thoroughly clean the product touched surfaces of armatures disposed in the tanktop, the inner wall of the crosspiece, and the outer wall of the lance. The inner mouths of the spray nozzles should be within the annulus.
Um besonders wirksame auffächernde Sprühdüsen, z.B. Kegelstrahldüsen, formen zu können ist zweckmäßig die Wandstärke des Düsenkörpers zumindest im Bereich des Ringraums größer als die Wandstärke der Lanze. To provide particularly effective fanning spray nozzles, e.g. To be able to shape cone jet nozzles, the wall thickness of the nozzle body is expediently greater than the wall thickness of the lance, at least in the region of the annular space.
Günstig erweitern sich die Sprühdüsen zur Abgabe jeweils eines weit aufgefächerten Sprühstrahls nach außen, z.B. annähernd konisch, vorzugsweise mit einer einem Radius folgenden Konuserzeugenden, einer geraden Konuserzeugenden, oder dadurch, dass sich an einen inneren zylindrischen Innenabschnitt ein äußerer Konusabschnitt anschließt. Der Querschnitt der Sprühdüsen kann ggf. von einer Kreisfläche verschieden sein, z.B. quadratisch rechteckig, oval, asymmetrisch oder dergleichen. Conveniently, the spray nozzles expand to deliver a wide spread spray to the outside, e.g. approximately conical, preferably with a radius-generating cone-generating, a straight cone-generating, or in that adjoins an inner cylindrical inner portion, an outer cone portion. The cross-section of the spray nozzles may optionally be different from a circular area, e.g. square rectangular, oval, asymmetrical or the like.
Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn die außen liegende Mündung der Sprühdüse in etwa doppelt so groß ist wie die innenliegende Mündung. Unter anderem dadurch lassen sich Sprühstrahlen erzielen, die einen Öffnungswinkel von etwa 30° oder mehr haben. It may be expedient if the outer mouth of the spray nozzle is about twice as large as the inner mouth. Among other things, it can achieve spray jets, which have an opening angle of about 30 ° or more.
Günstig ist ferner, wenn der Ringraum eine konvex gerundete Innenwand und der Fangkragen bzw. jede Fangschaufel eine gegen die Richtung des Hauptstroms ansteigende, vorzugsweise konkav gekrümmt und harmonisch in die Innenwand des Ringraums übergehende, Oberseite aufweisen. Dadurch wird genügend Reinigungsmedium aus dem zum Sprühkopf fließenden Hauptstrom abgezweigt und unter turbulenten Strömungsverhältnissen für die Sprühdüsen im Ringraum verteilt. It is also favorable if the annular space has a convexly rounded inner wall and the catch collar or each catching bucket has an upper side which rises towards the direction of the main flow, preferably curved in a concave manner and harmoniously merges into the inner wall of the annular space. As a result, sufficient cleaning medium is diverted from the main stream flowing to the spray head and distributed under turbulent flow conditions for the spray nozzles in the annular space.
Um möglichst wenig des Nennquerschnitts der Lanze zu vergeuden, können im Düsenkörper die Zwischenabstände zwischen regelmäßig verteilten Fangschaufeln größer sein als die Umfangserstreckungen freier Fangschaufel-Enden. In order to waste as little as possible the nominal cross section of the lance, in the nozzle body, the intermediate distances between regularly distributed catching blades can be greater than the circumferential extents of free catching blade ends.
In Richtung des Hauptstroms gesehen kann jede Fangschaufel annähernd trapezförmig sein, vorzugsweise mit konkav gerundeten Flanken, die in die Zwischenabstände bzw. den Innendurchmesser des Düsenkörpers übergeführt sind. Seen in the direction of the main flow, each catching blade can be approximately trapezoidal, preferably with concavely rounded flanks, which are transferred into the intermediate distances or the inner diameter of the nozzle body.
Um im Ringraum die optimalen Strömungsverhältnisse und Druckverhältnisse zu erzielen, ist es zweckmäßig, wenn die Innenwand des Ringraums in Richtung des Hauptstroms und im Querschnitt gesehen einen unter einem Winkel geringfügig mehr als 90° bezüglich der Achse nach außen abfallenden, kürzeren Anfangsabschnitt und einen gerundet anschließenden, unter einem Winkel von etwa 45° nach innen und in Richtung zum Fangkragen führenden, längeren Endabschnitt aufweist. Vom Fangkragen bzw. den Fangschaufeln abgezweigtes Reinigungsmedium wird entlang des Endabschnitts gegen die Richtung des Hauptstroms zu den Mündungen der Sprühdüsen geführt und entlang des Anfangsabschnitts gegenüber dem ankommenden Hauptstrom aufgestaut und in die Sprühdüsen gepresst. In order to achieve the optimum flow conditions and pressure conditions in the annular space, it is expedient if the inner wall of the annular space in the direction of the main flow and seen in cross section at an angle slightly more than 90 ° with respect to the axis sloping outwards, shorter initial section and a rounded subsequent Having at an angle of about 45 ° inwards and towards the Fang collar leading, longer end portion. Cleaning medium branched off from the catch collar or catching vanes is guided along the end section against the direction of the main flow to the mouths of the spray nozzles and dammed along the initial section with respect to the incoming main stream and pressed into the spray nozzles.
Da auch die Außenseite der Lanze und des Düsenkörpers intensiv gereinigt werden muss, kann es günstig sein, wenn in einem Querschnitt gesehen eine gerundete Außenwand des Düsenkörpers einen über die Außenseite der Lanze vortretenden Wulst bildet, der in Richtung des Hauptstroms einen mit nur geringfügig weniger als 90° nach außen abfallenden kürzeren Anfangsabschnitt und einen gerundet anschließenden, mit etwa 45° nach innen verlaufenden, längeren Endabschnitt aufweist. Dadurch wird an der Außenseite der Lanze anhaftendes und unter der Schwerkraft herabfließendes Reinigungsmedium um den Wulst geführt, ohne abzureißen, und auf die darunter liegende Außenseite der Lanze gebracht. Zweckmäßig verläuft die Außenseite des Wulstes in etwa parallel zur Innenwand des Ringraums. Since the outside of the lance and the nozzle body must be thoroughly cleaned, it may be beneficial if seen in a cross section a rounded outer wall of the nozzle body forms a protruding beyond the outside of the lance bead, which in the direction of the main flow with only slightly less than 90 ° outwardly sloping shorter beginning section and a rounded has subsequent, with about 45 ° inwardly extending, longer end portion. Thereby, adhering to the outside of the lance and flowing down under gravity cleaning medium is guided around the bead, without tearing, and placed on the underlying outer side of the lance. Suitably, the outside of the bead runs approximately parallel to the inner wall of the annular space.
Um den Düsenkörper weitgehend übergangslos in die Lanze integrieren zu können, ist es zweckmäßig, wenn der Düsenkörper obere und untere Ringflansche in etwa mit der Wandstärke der Lanze aufweist. In order to integrate the nozzle body largely seamless in the lance, it is advantageous if the nozzle body has upper and lower annular flanges approximately with the wall thickness of the lance.
Der Düsenkörper wird mit den Ringflanschen beispielsweise zwischen getrennten Abschnitten der Lanze eingesetzt, vorzugsweise eingeschweißt. The nozzle body is used with the annular flanges, for example, between separate sections of the lance, preferably welded.
Um die Reinigung der Außenseite der Lanze großflächig sicherzustellen, ist es ferner zweckmäßig, wenn zumindest einige Sprühdüsen unter derartigen Winkeln in und/oder gegen die Richtung des Hauptstroms geneigt sind, dass der jeweilige Sprühstrahl oder Sprühkegel die Außenseite der Lanze zumindest tangiert oder auf diese sogar unter einem spitzen Winkel auftrifft. In order to ensure the cleaning of the outside of the lance over a large area, it is also useful if at least some spray nozzles are inclined at such angles in and / or against the direction of the main stream, that the respective spray or spray cone, the outside of the lance at least tangent or even to this at an acute angle.
Des Weiteren ist auch eine andere Ausführung als Düsenkörper denkbar, welche eine nicht kreisringförmige Form hat, sondern beispielsweise die Form eines Vieleckes aufweist. Eine solche beliebige Form wäre zum Beispiel gusstechnisch herstellbar. Eine rotationssymmetrische Grundform des Düsenkörpers stellt nur die bevorzugte und am einfachsten zu fertigende Ausführungsvariante dar. Furthermore, another embodiment as a nozzle body is conceivable, which has a non-annular shape, but for example, has the shape of a polygon. Such an arbitrary shape would, for example, be produced by casting technology. A rotationally symmetrical basic shape of the nozzle body is only the preferred and easiest to manufacture variant.
Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Embodiments of the subject invention will be explained with reference to the drawings. Show it:
Der Tanktop T ist mit einem optionalen Flansch
An den Anschluss
In
Die Sprüh-Bohrungen
Im Detail umfasst die Flächenanordnung F einen zum Inneren des Düsenrings offenen, im Querschnitt konkav gerundeten Ringraum
Die Innenwand
Die Kegelstrahldüsen S münden beispielsweise senkrecht in der Außenseite
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- technische Informationsschrift "GEA TUCHENHAGEN, Tanksicherungssystem VARITOP®"; Veröffentlichungsnummer 02/2010, der Firma GEA MECHANICAL Equipment/GEA Tuchenhagen, DE-40468 Düsseldorf, S. 10/1 und 10/8 [0002] technical information brochure "GEA TUCHENHAGEN, tank safety system VARITOP®"; Publication No. 02/2010, GEA MECHANICAL Equipment / GEA Tuchenhagen, DE-40468 Dusseldorf, pp. 10/1 and 10/8 [0002]
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