DE102019005830A1

DE102019005830A1 - Tankreiniger

Info

Publication number: DE102019005830A1
Application number: DE102019005830.5A
Authority: DE
Inventors: Terry Habbitts; Christopher Lawton; Hendrik Mantel
Original assignee: GEA Tuchenhagen GmbH
Current assignee: GEA Tuchenhagen GmbH
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2021-02-25
Also published as: EP4017645A1; WO2021032502A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Tankreiniger mit einem ruhenden Gehäuseteil (2), welches mit einer Zuleitung verbindbar ist, mit einem gegen das ruhende Gehäuseteil (2) drehbarem Gehäuseteil (4), mit einer Welle (10), die im drehbaren Gehäuseteil (4) drehbar angeordnet ist, und mit einem eine Düse (6) aufweisenden Düsenträger (5), der mit der Welle (10) verbunden ist. Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, wird vorgeschlagen, dass die Welle (10) im Düsenträger (5) formschlüssig aufgenommen und ein Sicherungselement zur Sicherung des Formschlusses vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Tankreiniger nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
Gattungsgemäße Tankreiniger werden zur Reinigung von Tanks und Behältern in Prozessanlagen der Getränke- und Lebensmittelindustrie sowie der Pharmazie und Biotechnologie eingesetzt.
Bewährt haben sich Tankreiniger, bei denen wenigstens eine Düse an einem Düsenträger befestigt ist, welcher um zwei Achsen rotiert. Die beiden Achsen stehen etwa in einem rechten Winkel zueinander, um eine hohe Abdeckung der von dem aus der Düse austretenden Reinigungsfluid bestrichenen Oberfläche des Tanks zu erreichen.
Zur Wartung ist ein solcher Tankreiniger mit Hilfe lösbarer Bauteilverbindungen zerlegbar ausgeführt. Gestaltung des Trankreinigers und Wartung zielen auf eine hohe Zuverlässigkeit im Sinne einer beständigen Reinigungsleistung ab. Sollte sich jedoch eine Verbindung im laufenden Betrieb lösen, kann dies die Reinigungsleistung verringern.
Es war daher Aufgabe der Erfindung, einen zuverlässigen Tankreiniger zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Tankreiniger mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen an.
Der vorgeschlagene Tankreiniger besitzt ein ruhendes Gehäuseteil, welches mit einer Zuleitung verbindbar ist, ein gegen das ruhende Gehäuseteil drehbares Gehäuseteil, eine Welle, die im drehbaren Gehäuseteil drehbar angeordnet ist, und einen eine Düse aufweisenden Düsenträger, der mit der Welle verbunden ist. Die Zuverlässigkeit des Tankreinigers wird deutlich erhöht, indem die Welle im Düsenträger formschlüssig aufgenommen und ein Sicherungselement zur Sicherung des Formschlusses vorgesehen ist. Der Formschluss kann beispielsweise durch an Welle und Düsenträger vorgesehene und ineinandergreifende Vierkant- oder Polygonstrukturen sowie einer Verzahnung geschaffen sein. Der Düsenträger ist auf diese Weise sicher mit der Welle verbunden, ein Lösen mit nachfolgender Verschlechterung der Reinigungsleistung wird wirkungsvoll erschwert.
In einer Weiterbildung wird als kostengünstig herstellbarer und einfach zu montierender Formschluss eine Passfeder vorgeschlagen, die mit einem ersten Abschnitt in der Welle und einem zweiten Abschnitt im Düsenträger aufgenommen ist.
In einer nächsten Weiterbildung wird vorgeschlagen, dass ein dem Düsenträger zugeordnetes Wellenende ein Gewinde aufweist und das Sicherungselement als geschlossene Mutter ausgeführt ist. Dies ist eine besonders den hygienischen Anforderungen Rechnung tragende Ausführung der Mutter.
Um die Zuverlässigkeit der Verbindung von Düsenträger und Welle und damit auch die Zuverlässigkeit des Tankreinigers weiter zu erhöhen, wird gemäß einer nächsten Weiterbildung vorgeschlagen, dass zwischen Mutter und Düsenträger ein Schraubensicherungselement vorgesehen ist, beispielsweise eine Kontermutter oder dergleichen.
Eine besonders wirksame Ausgestaltung des Schraubensicherungselementes ist es, dieses als Keilsicherungsscheibe auszuführten.
Eine weitere Ausführung schlägt vor, dass zwischen Mutter und Düsenträger eine Dichtung angeordnet ist. Dies verhindert die Ablagerung von Rückständen in dem Spalt zwischen Mutter und Düsenträger.
Die sichere Verbindung kommt in einer Ausführung besonders zur Geltung, nach der die Düse lösbar und wechselbar ausgeführt ist, denn die Verbindung bleibt auch bei einem Wechsel der Düse sicher bestehen.
Eine kostengünstige Wechselverbindung ist gemäß einer Weiterbildung, wenn die Düse in den Düsenträger eingeschraubt ist.
Die Reinigungsleistung des Tankreinigers wird in einer Weiterbildung erhöht, indem ein Strömungsrichter zwischen einem Innenraum des Düsenträgers und einem Auslass der Düse angeordnet ist.
In einer wiederum anderen Weiterbildung ist der Tankreiniger so ausgestaltet, dass das drehbare Gehäuseteil eine erste Öffnung und eine auf einer der ersten Öffnung abgewandten Seite angeordnete zweite Öffnung aufweist, und die Welle wenigstens eine von erster Öffnung und zweiter Öffnung durchsetzt. Dies bewirkt eine symmetrische Belastung der Welle im Betrieb, wenn sich im Inneren des Tankreinigers unter Druck stehendes Reinigungsfluid befindet. Dies wiederum verbessert die Zuverlässigkeit.
Anhand eines Ausführungsbeispiels und seiner Weiterbildungen sollen die Erfindung näher erläutert und die Darstellung der Wirkungen und Vorteile vertieft werden.
Es zeigen:

1: Schnitt durch einen Tankreiniger;
2: Schnitt durch einen Teil des Düsenträgers und der Welle.

In 1 ist ein Tankreiniger 1 im Längsschnitt dargestellt. Er besitzt ein ruhendes Gehäuseteil 2, welches an einem ersten Ende einen Kupplungsabschnitt 3 ausweist. Mit Hilfe des entsprechend gestalteten Kupplungsabschnittes 3 ist der Tankreiniger 1 mit einer nicht dargestellten Zuleitung verbindbar, durch die Reinigungsfluid in den Tankreiniger 1 einströmen kann. Die Verbindung kann beispielsweise als Schraubverbindung ausgeführt sein, in welchem Fall der Kupplungsabschnitt 3 ein Gewinde hat, welches mit einem Gegengewinde an der Zuleitung bei Montage des Tankreinigers 1 an der Zuleitung in Eingriff gebracht wird.
An einem dem Kupplungsabschnitt 3 abgewandten Ende des ruhenden Gehäuseteils 2 ist ein ein- oder mehrteiliges drehbares Gehäuseteil 4 angeordnet. Die Drehachse der Drehbewegung des drehbaren Gehäuseteils 4 kann mit einer Längsachse L des ruhenden Gehäuseteile 2 zusammenfallen.
An dem drehbaren Gehäuseteil 4 befindet sich ein um eine zweite Drehachse D drehbarer Düsenträger 5. Mit dem Düsenträger 5 ist wenigstens eine Düse 6 verbunden, durch deren Gestalt ein Reinigungsfluidstrahl geformt wird. Zur besseren Fluidführung und Verbesserung des Reinigungsstrahls kann zwischen einem Innenraum 7 des Düsenträgers 5 und einem Auslass 8 der Düse 6 ein Strömungsrichter 9 angeordnet sein. Der Strömungsrichter 9 umfasst eine Mehrzahl paralleler Strömungskanäle und bewirkt dadurch eine gleichmäßigere Fluidströmung.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Düse 6 lösbar und wechselbar an dem Düsenträger 5 befestigt, beispielsweise durch eine Klemmung oder Stiftverbindung.
Eine besonders günstige Ausführung ist es, die Düse 6 mit einem Gewinde und eine Düsenaufnahme am Düsenträger 5 mit einem passenden Gegengewinde zu versehen. Die Düse 6 ist dann in den Düsenträger 5 eingeschraubt.
Der Düsenträger 5 ist an einer Welle 10 befestigt, welche in dem drehbaren Gehäuseteil 4 drehbar angeordnet ist. Die Welle 10 durchsetzt im drehbaren Gehäuseteil 4 eine Wellenaufnahme 11 mit einem Durchgangsloch. In dieser Wellenaufnahme 11 ist die Welle 10 gelagert, hierfür kann in der Wellenaufnahme 11 ein zusätzlicher Lagerring vorgesehen sein.
An einem dem Düsenträger 5 abgewandten Ende der Welle 10 ist eine Deckscheibe 12 angeordnet. Ein Durchmesser der Deckscheibe 12 ist so bemessen und eine einem Hohlraum 13 des drehenden Gehäuseteils 4 zugewandte Fläche ist so gestaltet, dass durch unter Druck stehendem Fluid im Hohlraum 13 ein Kraft erzeugt wird, die einen Ausgleich zu einer Kraft schafft, die durch das auf den Düsenträger 5 einwirkende Fluid erzeugt wird und auf die Welle 10 wirkt.
Das drehbare Gehäuseteil 4 weist eine erste Öffnung 14 und eine auf einer der ersten Öffnung abgewandten Seite angeordnete zweite Öffnung 15 auf. Die erste Öffnung ist durch die Deckscheibe 12 verschlossen, die zweite Öffnung 15 durch den Düsenträger 5. Die Welle 10 durchsetzt beide Öffnungen 14 und 15. Zwischen Deckscheibe 12 und einem Rand der ersten Öffnung 14 ist ein erster Ring 16 angeordnet. Ein zweiter Ring 17 befindet sich zwischen einem Rand der zweiten Öffnung 15 und dem Düsenträger 5. Beide Ringe 16 und 17 wirken hauptsächlich als Dichtringe, um ein Austreten von Reinigungsfluid aus dem Trankreiniger 1 an diesen Stellen stark zu verringern. Sie können zusätzlich oder alternativ zur Wellenaufnahme 11 als Lagerringe ausgeführt sein, um Deckscheibe 12 und Düsenträger 5 drehbar zu unterstützen.
Im ruhenden Gehäuseteil 2 ist ein Antrieb vorgesehen, der Strömungsenergie des durch die Zuleitung in den Tankreiniger 1 einströmenden Reinigungsfluids umwandelt, um eine Drehung des Düsenträgers 5 bewirken zu können. Vorteilhaft umfasst der Antrieb ein ruhendes Leitrad 18 mit wenigstens einer Leitschaufel 19 und stromabwärts ein drehbar angeordnetes Turbinenrad 20 mit wenigstens einer Turbinenschaufel 21. Das Turbinenrad 20 ist wirkverbunden mit einem Übersetzungsgetriebe 22, welches als Planetengetriebe ausgeführt sein kann.
Die Abtriebswelle 23 des Übersetzungsgetriebes 22 ist mit dem drehbaren Gehäuseteil 4 mechanisch verbunden und bewirkt die Drehung des drehbaren Gehäuseteils um die Längsachse L.
Auf der Abtriebswelle 23 ist ein erstes Kegelzahnrad 24 angeordnet, welches mit einem zweiten Kegelzahnrad 25 im Eingriff steht. Dieses ist auf der Welle 10 befestigt, die etwa im rechten Winkel zur Abtriebswelle 23 steht. Durch den Eingriff der Kegelzahnräder 24 und 25 wird die Welle 10 in Drehung um eine zweite Drehachse D versetzt, sobald der Antrieb mit Fluid beaufschlagt ist.
In 2 ist der Düsenträger 5 in einer geschnittenen Darstellung im Detail gezeigt.
Die Welle 10 ist in dem Düsenträger 5 aufgenommen, wobei Welle 10 und Düsenträger eingerichtet sind, einen Formschluss zu bilden, der eine Verdrehung des Düsenträgers 5 gegen die Welle 10 verhindert. Ein Sicherungselement ist vorgesehen, welches die Beibehaltung des Formschlusses gewährleistet.
Eine in Herstellung der Teile kostengünstige und bei Montage und Wartung einfache Ausführung des Formschlusses ist in dem Beispiel gezeigt. Eine Passfeder 26 ist vorgesehen, welche mit einem ersten Abschnitt in der Welle 10 und einem zweiten Abschnitt im Düsenträger 5 aufgenommen ist. Konstruktiv einfach ist es, an Welle 10 und Düsenträger 5 jeweils eine Nut vorzusehen, in die die Passfeder 26 jeweils über einen Teil ihrer Erstreckung eintaucht.
Eine vorteilhaft einfache Art der Sicherung des Formschlusses ist geschaffen, indem die Welle 10 den Düsenträger 5 vollständig durchsetzt und aus einer dem drehbaren Gehäuseteil abgewandten Seite des Düsenträgers 5 austritt. An einem austretenden Teil der Welle 10 ist ein Gewinde 27 geformt, welches in dem als eine geschlossene Mutter, insbesondere als eine Hutmutter 28, ausgeführte Sicherungselement aufgenommen ist. Vorteilhaft ist das Sicherungselement gegen ungeplantes Lösen gesichert.
Eine vorteilhafte Form der Sicherung schlägt vor, zwischen der Hutmutter 28 und dem Düsenträger 5 ein Schraubensicherungselement vorzusehen, welches durch einen Reibschluss oder Kombination von Reib-, Kraft- und Formschluss das Losdrehen der Hutmutter 28 auf dem Gewinde 27 verhindert. Als eine für die praktische Anwendung vorteilhaft sichere, saubere und kostengünstige Lösung für das Schraubensicherungselement hat sich eine Keilsicherungsscheibe 29 erwiesen. Welle 10, Düsenträger 5 und Hutmutter 28 sind so geformt, dass kein metallischer Anschlag zwischen Hutmutter 28 und Düsenträger 5 entsteht sondern der metallische Anschlage der Hutmutter 28 sich auf der Keilsicherungsscheibe 29 befindet, die wiederum metallisch am Düsenträger 5 anliegt.
Hygienisch vorteilhaft ist es, einen zwischen dem Düsenträger 5 und der Hutmutter 28 befindlichen Spalt mit einer Dichtung 30 abzudichten.
Bezugszeichenliste

1: Tankreiniger
2: ruhendes Gehäuseteil
3: Kupplungsabschnitt
4: drehbares Gehäuseteil
5: Düsenträger
6: Düse
7: Innenraum
8: Auslass
9: Strömungsrichter
10: Welle
11: Wellenaufnahme
12: Deckscheibe
13: Hohlraum
14: erste Öffnung
15: zweite Öffnung
16: erster Ring
17: zweiter Ring
18: Leitrad
19: Leitschaufel
20: Turbinenrad
21: Turbinenschaufel
22: Übersetzungsgetriebe
23: Abtriebswelle
24: erstes Kegelzahnrad
25: zweites Kegelzahnrad
26: Passfeder
27: Gewinde
28: Hutmutter
29: Keilsicherungsscheibe
30: Dichtung
L: Längsachse
D: zweite Drehachse

Claims

Tankreiniger mit einem ruhenden Gehäuseteil (2), welches mit einer Zuleitung verbindbar ist, mit einem gegen das ruhende Gehäuseteil (2) drehbarem Gehäuseteil (4), mit einer Welle (10), die im drehbaren Gehäuseteil (4) drehbar angeordnet ist, und mit einem eine Düse (6) aufweisenden Düsenträger (5), der mit der Welle (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (10) im Düsenträger (5) formschlüssig aufgenommen und ein Sicherungselement zur Sicherung des Formschlusses vorgesehen ist.
Trankreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Passfeder (26) zur Herstellung des Formschlusses mit einem ersten Abschnitt in der Welle (10) und einem zweiten Abschnitt im Düsenträger (5) aufgenommen ist.
Tankreiniger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Düsenträger (5) zugeordnetes Wellenende ein Gewinde (27) aufweist und das Sicherungselement als geschlossene Mutter (28) ausgeführt ist.
Tankreiniger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen geschlossener Mutter (28) und Düsenträger (5) ein Schraubensicherungselement vorgesehen ist.
Tankreiniger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubensicherungselement als Keilsicherungsscheibe (29) ausgeführt ist.
Tankreiniger nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen geschlossener Mutter (28) und Düsenträger (5) eine Dichtung (30) angeordnet ist.
Tankreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (6) lösbar und wechselbar ausgeführt ist.
Tankreiniger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (6) in den Düsenträger (5) eingeschraubt ist.
Tankreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungsrichter (9) zwischen einem Innenraum (7) des Düsenträgers (5) und einem Auslass (8) der Düse (6) angeordnet ist.
Tankreiniger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Gehäuseteil (4) eine erste Öffnung (14) und eine auf einer der ersten Öffnung (14) abgewandten Seite angeordnete zweite Öffnung (15) aufweist, und die Welle (10) mindestens eine von erster Öffnung (14) und zweiter Öffnung (15) durchsetzt.