DE1782439B2 - Drehspritzvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehspritzvorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Erfindung ist insbesondere für die Reinigung des Inneren von großen Fässern oder Gefäßen, Schiffsladeräumen, Tankwagen und ähnlichen Räumen geeignet.

Viele Transport- und Verarbeitungsvorrichtungen haben großräumige Vorratsräume, in denen bzw. mit Hilfe derer verschiedene Materialien transportiert bzw. behandelt werden. Im Transportwesen finden Laderäume von Schiffen und Eisenbahn-Tankwagen zum Befördern flüssiger und anderer frei fließender Waren Verwendung, die jeweils von Verunreinigungen, d. h. Resten der vorhergehenden Ladung zu befreien sind. Insbesondere bei Einrichtungen zum Verarbeiten von Nahrungsmitteln ist Sauberkeit von höchster Bedeutung.

Da oft Fremdbestandteile an den Gefäßwänden haften, wird angestrebt, die Reinigungslösung mit beträchtlicher Energie auf die Gefäßwände auftreffen zu lassen, um ein mechanisches Ablösen der Fremdbestandteile zu ermöglichen. Zur Erzielung unaufgelöster Strahlen an der Aufprallstelle ist eine langsame Drehung des Sprühgerätes erforderlich.

Es wurde bereits eine Drehspritzvorrichtung zum Reinigen von Tanks entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 in der US-PS 32 55 969 beschrieben. Entsprechend dieser Druckschrift befindet sich in vom Gehäuse aufgenommenen Zuführkanal für die Reinigungsflüssigkeit ein Antriebsrotor, welcher durch die gesamte Menge der zum Spritzkopf geleiteten Reinigungsflüssigkeit angelrieben wird Da aber die Reinigungsflüssigkeit mit hoher Energie den Spritzkopf verlassen muß, bedingt der hohe Strömungsdruck und die Beaufschlagung des Rotors mit dem gesami.en Flüssigkeitsstrom eine hohe Drehzahl des Rotors und insofern eine zu hohe Drehung des Spritzkopfes. Daher ist am Gehäuse ein mit der Rotorwelle in Verbindung

ίο stehendes Untersetzungsgetriebe angeordnet, durch welches die auf den Spritzkopf übertragene Drehgeschwindigkeit auf die gewünschte Drehzahl vermindert wird.
Dort wo die Rotorwelle die vom Gehäuse aufgenommene Strömungsleitung der Reinigungsflüssigkeit verläßt und in das Getriebsgehäuse ragt, muß eine Dichtung vorgesehen werden, damit die Reinigungsflüssigkeit nicht in das Untersetzungsgetriebe gelangen kann. Durch das Erfordernis eines Untersetzungsgetriebes ergeben sich erhebliche Nachteile dahingehend, daß einerseits die Anlage verkompliziert und somit verteuert und andererseits eine ständige Wartung erforderlich ist
Aus der US-PS 27 73 721 ist eine Drehspritzvorrichtung bekannt, bei der der Antrieb des Spritzkopfes über einen Luftmotor erfolgt. Die Rotorwelle des Luftmotors ist mit einer Hohlwelle verbunden, welche über Querbohrungen mit der Zufuhrleitung für die Reinigungsflüssigkeit verbunden ist. Dies bedeutet, daß die Reinigungsflüssigkeit radial in die sich drehende Hohlwelle eingeführt wird. Die durch den Luftmotor erzeugte Drehung der Hohlwelle wird auf den Spritzkopf übertragen. Um eine niedrige Drehzahl des Spritzkopfes zu erzielen, bedarf es der Verwendung eines Untersetzungsgetriebes. Jedoch ist die Gesamtanordnung sowohl hinsichtlich des Raumbedarfes als auch hinsichtlich des Strömungsverlaufes des Hauptstromes der Reinigungsflüssigkeit nachteilig. Hinsichtlich des Raumbedarfes ist auszuführen, daß der Hauptstrom der

■to Reinigungsflüssigkeit in zwei Teilströme unterteilt ist, damit ein Vorbeiströmen am Luftmotor möglich ist. Sodann wird der Strom wieder in eine gemeinsame Kammer zusammengeführt, wodurch sich ein wesentlicher Strömungsverlust ergibt. Ein weiterer Strömungsverlust ergibt sich dadurch, daß die Reinigungsflüssigkeit von dieser Kammer radial durch sich drehende öffnungen in das Hohlrohr gelangen muß, um dort wiederum ungeführt um 90° umgelenkt zu werden.
Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Drehspritzvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung zu schaffen, mit der bei kompakter, einfacher Ausführung ein Antrieb des Spritzkopfes mit relativ langsamer Drehung ohne die Verwendung eines die Drehgeschwindigkeit des Rotors herabsetzenden Aggregates möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 im Zusammenhang mit den Merkmalen des Oberbegriffes gelöst.

Durch diese erfindungsgemäße Lösung ergeben sich folgende Vorteile. Die Vorrichtung ist kompakt ausgebildet und erfordert einen relativ geringen Raumbedarf. Zur Verminderung der Drehgeschwindigkeit des Spritzkopfes bedarf es nicht der Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes, und auch nicht die Anordnung von Dichtungen, so daß dadurch einerseits die dauerhafte Funktionstüchtigkeit der Vorrichtung und darüber hinaus eine geringe Wartung gewährleistet

ist. Mit der auf einfache Weise zu bewerkstelligenden niedrigen Drehgeschwindigkeit der Spritzdüse kann ein unaufgelöster Strahl an der Aufprallstelle erzielt werden. Dadurch, daß der Hauptstrom der Reinigungsflüssigkeit der Vorrichtung durch den Rotor und die Rotorantriebswelle verläuft, ist dit Strömung der Reinigungsflüssigkeit durch die Vorrichtung mit geringen hydraulischen Verlusten behaftet, so daß bei optimaler Energieausnutzung eine hohe Ausstofcgeschwindigkeit erzielbar ist. Neben der besonders einfachen u:id insofern kostengünstigen Herstellung der Vorrichtung ist die Rotorgeschwindigkeit einfach einzustellen, indem man den für den Rotorantrieb abgezweigten Teibtrom entsprechend drosselt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Ansicht im Vertikalschnitt,

F i g. 2 einen Querschnitt durch die F i g. 1 entlang der Linie 2-2,

F i g. 3 eine Ansicht mit Teilschnitt durch F i g. 1 entlang der Linie 3-3 mit dem Rotor und die mit öffnungen versehene Bodenplatte,

F i g. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht wie F i g. 1 mit einer anderen Ausbildung des Spritzkopfes.

In den F i g. 1 bis 3 ist eine Drehspritzvorrichtung mit einem einen mittleren Rohrbereich 12 aufweisenden Gehäuse 10 dargestellt, wobei in dem Rohrbereich 12 eine zylindrische Rotorkammer 14 ausgebildet ist. Sin konischer Deckel 16 ist in das obere Ende des Gehäuse 10 eingeschraubt. Am anderen Ende des Gehäuses 10 ist ein kreisförmiger Deckel 18 in den mittleren Rohrbereich 12 eingeschraubt.

Im Deckel 16 befindet sich eine mit einem Gewinde ausgestattete mittlere Öffnung 20 als Verbindung zu einem Reinigungsflüssigkeits-Zufuhrrohr 22, das zweckmäßig zum Befestigen des ganzen Gerätes in einem Kessel oder anderem Behälter (nicht gezeigt) dienen kann. Das Rohr 22 kommt von einer (nicht gezeigten) Flüssigkeits-Druckquelle mit einer Reinigungsflüssigkeit, die beispielsweise unter einem Druck von 6,89 bis 20,68 bar steht. Eine sich nach unten öffnende ringförmige Vertiefung 24, die für nachstehend beschriebene Zwecke in offener Verbindung mit der Rotorkammer 14 steht, ist im Boden des Deckels 16 vorgesehen. Eine Eingangskammer 26 ist im Deckel 16 zwischen der mittleren öffnung 20 und der ringförmigen Vertiefung 24 ausgebildet. Eine von einer Buchse 29 getragene Schutz- oder Filterscheibe 28 zum Entfernen fester Stoffe aus der Reinigungsflüssigkeit ist in der Eingangskammer 26 vorgesehen. Eine ringförmige obere Platte 30 ist unter der ringförmigen Vertiefung 24 und oberhalb von der Rotorkammer 14 vorgesehen. Ein Laufring 32 eines Kugellagers 42 ist in einer Ausnehmung 30a der oberen Platte 30 befestigt. Eine Vielzahl von Eintrittsöffnungen 34 ist in gleichen Abständen in der oberen Platte 30 rings um die darin befindliche zentrale Bohrung vorgesehen. Diese Eintrittsöffnungen für die Reinigungsflüssigkeit sind gleich groß und vorzugsweise in einer ungeraden Anzahl, wie z. B. 5, 7 oder 9 vorhanden, wenn ein Rotor 46 mit einer geraden Anzahl von Flügeln 50 verwendet wird.

Im Deckel 16 ist ein seitlicher Flüssigkeitskanal 36 zwischen der Eingangskammer 26 und der ringförmigen Vertiefung 24 vorgesehen. Die eintretende Flüssigkeit füllt die Eingangskammer 26. Ein Teil der Flüssigkeit durchströmt die Filterscheibe 28 und tritt in den Kanal 36. Diese Flüssigkeit füllt die ringförmige Vertiefung 24 in welcher nach Art einer Druckausgleichskammer gleichmäßige Druckverhältnisse hergestellt werden. wobii die ringförmige obere PiaUe 30 als Druckplatte wirkt. Die druckausgeglichene Flüssigkeit tritt dann gleichmäßig in die Eintrittsöffnungen 34 und von dort in die Rotorkammer 14.

Eine rohrförmige Rotorwelle 40 erstreckt sich längs

lü der Mitte des Gehäuses 10 und ist am unteren Ende mit ihrem Ansatz 40a in einer Bodenplatte 90 und am oberen Ende mit ihrem Ansatz 40£> in der ringförmigen oberen Platte 30 mit Hilfe der Kugellager 42 gelagert. Die Rotorwelle 40 endet am oberen Ende mit ihrer öffnung 40c über dem Seitenkanal 36 in der Eingangskammer 26.

Die an ihrem unteren Ende mit einem Gewinde 4Od versehene Rotorwelle 40 bildet einen axialen Flüssigkeitskanal 44, der von der Eingangskammer 26 durch die Rotorkammer 14 führt. Der sich vertikal erstreckende Flügelrotor 46 mit seiner Achse 52 ist mit Stiftschrauben 48 an der Rotorwelle 40 befestigt. Die Flügel 50 und die Wand 54 der Rotorkammer 14 bilden Rotorzwischenräume 56 von etwa dreieckigem Querschnitt. Mit Hilfe der in den Kanal 36 eintauchenden Drosselschraube 38 kann die abgezweigte Teilstrommenge und damit die Drehzahl eingestellt werden.

Ein Spritzkopf 68 ist auf das Gewinde 4Od der Rotorwelle 40 aufgeschraubt. Im Spritzkopf 68 ist ein

JO Durchgang 70 ausgebildet. Die in den Spritzkopf 68 gelangende Flüssigkeit strömt daher an der Rotorkammer 14 vorbei, ohne zum Antrieb des Spritzkopfes etwas beizutragen. Eine rohrförmige Verteilerwelle 72 ist mittels Kugellager 74 im Durchgang 70 gelagert, in

der sich eine öffnung 76 gegenüber dem Ende der Rotorwelle 40 befindet.

Zwei Paare sich gegenüberliegender Strahldüsen 78 sind an der Verteilerwelle 72 senkrecht zueinander ausgerichtet befestigt. Auf diese Weise sind die Düsen

•40 78 in ihrer Wirkung gegeneinander ausbalanziert. Sie können aber auch parallel zueinander ausgerichtet sein, so daß sie ein Drehmoment um die Welle 40 erzeugen, wie bei 781 in F i g. 4 gezeigt. Die Düsen 78 drehen sich um die Achse der Verteilerwelle 72, während der Spritzkopf 68 sich als ein Ganzes um die Achse der Rotorwelle 40 dreht. Auf diese Weise wird eine sehr intensive Sprühwirkung erzielt. Eine Umdrehung der Düsen 78 um die Achse der Welle 72 wird durch zusammenwirkende Kegelräder 80 und 82 bewerkstelligt.

Das Einführen der Flüssigkeit in die Rotorkammer 14 durch die Eintrittsöffnungen 34 ist bereits beschrieben worden. Diese Flüssigkeit wird aus der Rotorkammer 14 durch den Bodendeckel 18 des Gehäuses 10 abgelassen.

Der Bodendeckel 18 hat die Form einer kreisförmigen Scheibe 84 mit kreisförmig verteilten Austrittsöffnungen 86 und einer sich nach oben zu öffnenden ringförmigen Nut 88 zur Herstellung einer Verbindung zwischen diesen öffnungen. Die Nut 88 befindet sich gegenüber den Eintrittsöffnungen 34 in der oberen Platte 30. In der Bodenplatte 90 befinden sich kreisförmige verteilte öffnungen 92 in gleicher Zahl und in glichen Abständen wie die Eintrittsöffnungen 34 in der oberen Platte 30. Die Drehung des Rotors 46 bewegt die Rotorzwischenräume 56 nacheinander über eine Eintrittsöffnung 34 und einen Ausgang in der Form der öffnung 92, der Nut 88 und der öffnungen 86. Für die Zeitspanne, die ein Rotorflügel 50 braucht, um sich

durch einen Raum von der Größe eines Rotorzwischenraumes zu bewegen, ist eine Verbindung quer über den Rotorzwischenraum zwischen der Eintrittsöffnung 34 und einer öffnung 86 hergestellt. Während dieser Zeit bewegt sich die Flüssigkeit schnell durch den Rotorzwischenraum 56 hindurch und aus den öffnungen 86 heraus. Die weitere Drehung des Rotors 46 schließt die Eintrittsöffnung 34 und die öffnungen 92 in der Bodenplatte. Ein in den Rotorzwischenraum eintretender Flüssigkeitsanteil wird so im Kreis bewegt und zuletzt durch eine öffnung 86 ausgestoßen. Man wird bemerken, daß die öffnungen 86 in der Ausdehnung klein sind, so daß in der Rotorkammer 14, während das Gerät arbeitet, ein Staudruck herrscht. Dieser Staudruck ist als Druckabfall innerhalb der Rotorkammer meßbar, der durchschnittlich um 5,9 bar liegt, z. B. 6,9 bar an der Eintrittsöffnung 34 und 0,98 bar an den Austrittsöffnungen 86.

Die Öffnungen 86 können, wie gezeigt, so orientiert sein, daß sie verbrauchte Flüssigkeit aus der Rotorkammer 14 auf die sich darunter bewegenden in Eingriff befindlichen Kegelräder 80 und 82 entleeren. Dadurch werden die Oberflächen des Getriebes 80, 82 dauernd überspült, und die sich dazwischen festsetzenden Fremdbestandteile entfernt. In jedem Fall entleeren die Austrittsöffnungen 86 die Flüssigkeit aus der Rotorkammer 14 am Spritzkopf vorbei nach außen.

Der Auftreffwinkel des Eintrittsöffnungsstrahls gegen die Oberflächen 60,62 der Rotorflügel 50 beeinflußt die Masscnbeschleunigungskräfte. Um diese zu steigern, können die Eintrittsöffnungen 34 entsprechend schräg angeordnet sein. Für ein gleichmäßiges Arbeiten ist e: wünschenswert, daß die auftreffenden Strahlen der Rotor 46 direkt nur für einen Abschnitt jedei Umdrehung durch einen bestimmten Flügel 50 antrci ben. So wird bei einer aus einem Sechsflügelrolor (mi 60°-Zwischenräumen) und einer oberen Platte mit fün Eintrittsöffnungen (mit 72°-Zwischenräumen) bestehen den Anordnung, der aus der Eintrittsöffnung kommend« Düsenstrahl die Flügelfläche 60 nur für 12° direk treffen und für weitere 48° einen abnehmender Kraftbeitrag leisten. Eine zusätzliche Massenbeschleu nigung ist auc!> durch eine Kombination geradei Eintriltsöffnungen und schraubenförmiger Rotorzähn« zu bewerkstelligen. Dies ist in Fig.4 dargestellt, wc schraubenförmige Rotorflügel 501 des Rotors 461 irr Weg der aus den Eintrittsöffnungen 34 austretender Flüssigkeit liegen.

Wie in F i g. 1 dargestellt ist, besteht die Möglichkeit einen zusätzlichen Eingang 94 vorzusehen, der di« Eingangskammer 26 übergeht und direkt zu de: ringförmigen Vertiefung 24 führt. Ein Flüssigkeitsabga berohr 96 mit einem durch ein Handrad 10( einstellbaren Abschlußventil 98 ist durch Gewinde mi dem Eingang 94 verbunden. Das durch den Eingang 9^ eingeführte fließende Medium kann Luft, Gas odei Dampf oder die gleiche Flüssigkeit sein, die durch der Spritzkopf fließt, oder mit dieser vereinbar odei unvereinbar sein. Da das die Bewegung verursachend« fließende Medium nicht in Berührung mit der Arbeits flüssigkeit kommt, ist die Beschaffenheit der beider unwesentlich.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Drehspritzvorrichtung zum Überstreichen der Wand eines allseitig umschlossenen Raumes mit einem Strahl einer Reinigungsflüssigkeit, bestehend aus einem Gehäuse, einem rotierenden Spritzkopf, einem Rohr zum Zuführen von zu verspritzender Reinigungsflüssigkeit und einem in einer vom Gehäuse umschlossenen Kammer drehbar gelagerten, durch strömende Reinigungsflüssigkeit angetriebenen Rotor, dessen Drehbewegung auf den Spritzkopf übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum langsamen Rotorantrieb ausgehend vom Reinigungsflüssigkeits-Zufuhrrohr (22) durch die Rotorkammer (14) zu einer Treibflüssigkeits-Austrittsöffnung (92, 86) ein einstellbarer Teilstrom der Reinigungsflüssigkeit abgezweigt ist und daß zur Leitung des Hauptstromes der Reinigungsflüssigkeit zum Spritzkopf (68) in der Rotorwelle (40) ein auch den Rotor (46) durchdringender zentraler axialer Kanal (44) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Treibflüssigkeits-Eintrittsöffnungen (34) kleiner ist als die Zahl der Flügel (50) des Rotors (46).

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibflüssigkeits-Austrittsöffnungen (86) auf ein Umlenkgetriebe (80, 82) zur Drehmomentübertragung von der Rotorwelle (40) auf den Spritzkopf (68) gerichtet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Reinigungsflüssigkeits-Zufuhrrohr (22) und den Treibflüssigkeits-Eintrittsöffnungen (34) eine Druckausgleichskammer (24) vorgesehen ist.